Баннер 13

 

82. Металлообрабатывающая и металлообрабатывающая промышленность.

Редактор глав: Майкл Макканн


Содержание

Таблицы и рисунки

Общий Профиль

Плавильные и рафинирующие операции

Плавка и рафинирование
Пекка Рото

Выплавка и рафинирование меди, свинца и цинка

Выплавка и рафинирование алюминия
Бертрам Д. Динман

Плавка и аффинаж золота
И. Д. Гадаскина и Л. Рызик

Металлообработка и металлообработка

Литейные цеха
Франклин Э. Мирер

Ковка и штамповка
Роберт М. Парк

Сварка и термическая резка
Филип А. Платкоу и Г. С. Линдон

Токарные станки
Тони Ретч

Шлифовка и полировка
К. Велиндер

Промышленные смазочные материалы, жидкости для металлообработки и автомобильные масла
Ричард С. Краус

Поверхностная обработка металлов
Дж. Г. Джонс, Дж. Р. Беван, Дж. А. Кэттон, А. Зобер, Н. Фиш, К. М. Морс, Г. Томас, М. А. Эль Кадим и Филип А. Платкоу

Восстановление металла
Мелвин Э. Кэссиди и Ричард Д. Рингенвальд-младший.

Экологические проблемы в отделке металлов и промышленных покрытиях
Стюарт Форбс

таблицы

Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.

1. Входы и выходы для плавки меди
2. Входы и выходы для плавки свинца
3. Входы и выходы для плавки цинка
4. Входы и выходы для плавки алюминия
5. Типы литейных печей
6. Входы технологических материалов и выходы загрязнения
7. Сварочные процессы: описание и опасности
8. Краткое описание опасностей
9. Элементы управления для алюминия, по операциям
10. Контроль меди по операциям
11. Контроль свинца по операциям
12. Контроль цинка по операциям
13. Контроль магния по операциям
14. Контроль ртути по операциям
15. Контроль никеля по операциям
16. Контроль драгоценных металлов
17. Контроль кадмия по операциям
18. Контроль селена по операциям
19. Контроль кобальта по операциям
20. Контроль олова по операциям
21. Элементы управления для титана, по операциям

цифры

Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.

МЕТ030Ф1МЕТ040Ф1МЕТ040Ф2МЕТ050Ф1МЕТ060Ф1МЕТ070Ф1МЕТ110Ф1


Нажмите, чтобы вернуться к началу страницы

Дети категории

Среда, Март 16 2011 20: 28

Плавка и рафинирование

Адаптировано из 3-го издания, Энциклопедия охраны труда и техники безопасности.

При производстве и аффинаже металлов ценные компоненты отделяются от бесполезного материала в ходе ряда различных физических и химических реакций. Конечным продуктом является металл, содержащий контролируемое количество примесей. При первичной плавке и рафинировании металлы получают непосредственно из рудных концентратов, а при вторичной плавке и рафинировании металлы получают из лома и технологических отходов. К лому относятся куски металлических деталей, прутки, стружка, листы и проволока, не соответствующие техническим требованиям или изношенные, но пригодные для вторичной переработки (см. статью «Регенерация металла» в этой главе).

Обзор процессов

Две технологии извлечения металлов обычно используются для производства рафинированных металлов: пирометаллургический и гидрометаллургический. Пирометаллургические процессы используют тепло для отделения нужных металлов от других материалов. В этих процессах используются различия между потенциалами окисления, точками плавления, давлением паров, плотностью и/или смешиваемостью компонентов руды при плавлении. Гидрометаллургические технологии отличаются от пирометаллургических процессов тем, что желаемые металлы отделяются от других материалов с использованием методов, которые используют различия между растворимостью компонентов и/или электрохимическими свойствами в водных растворах.

Pyrometallurgy

 При пирометаллической переработке руда после обогащенный (концентрируется путем дробления, измельчения, флотации и сушки), спекается или обжигается (кальцинируется) с другими материалами, такими как мешочная пыль и флюс. Затем концентрат плавится или плавится в доменной печи, чтобы сплавить нужные металлы в нечистый расплавленный слиток. Затем этот слиток подвергается третьему пирометаллическому процессу для очистки металла до желаемого уровня чистоты. Каждый раз, когда руда или слиток нагреваются, образуются отходы. Пыль от вентиляционных и технологических газов может улавливаться в рукавном фильтре и либо утилизироваться, либо возвращаться в процесс, в зависимости от содержания остаточного металла. Сера в газе также улавливается, и при концентрации выше 4% ее можно превратить в серную кислоту. В зависимости от происхождения руды и содержания в ней остаточных металлов различные металлы, такие как золото и серебро, также могут быть получены в качестве побочных продуктов.

Обжиг является важным пирометаллургическим процессом. Сульфатирующий обжиг применяют при производстве кобальта и цинка. Его цель - разделить металлы, чтобы их можно было перевести в водорастворимую форму для дальнейшей гидрометаллургической переработки.

При плавке сульфидных руд получается частично окисленный металлический концентрат (штейн). При плавке бесполезный материал, обычно железо, образует шлак с флюсом и превращается в оксид. Металлическую форму ценные металлы приобретают на стадии конвертирования, которое происходит в конвертерных печах. Этот метод используется в производстве меди и никеля. Железо, феррохром, свинец, магний и соединения железа получают восстановлением руды древесным углем и флюсом (известняком), процесс плавки обычно происходит в электрической печи. (См. также Металлургическая промышленность глава.) Электролиз расплавленной соли, используемый в производстве алюминия, является еще одним примером пирометаллургического процесса.

Высокая температура, необходимая для пирометаллургической обработки металлов, достигается за счет сжигания ископаемого топлива или за счет экзотермической реакции самой руды (например, в процессе взвешенной плавки). Процесс взвешенной плавки является примером энергосберегающего пирометаллургического процесса, в котором железо и сера рудного концентрата окисляются. Экзотермическая реакция в сочетании с системой рекуперации тепла экономит много энергии при плавке. Извлечение с высоким содержанием серы в процессе также полезно для защиты окружающей среды. Большинство недавно построенных медеплавильных и никелевых заводов используют этот процесс.

гидрометаллургии

Примерами гидрометаллургических процессов являются выщелачивание, осаждение, электролитическое восстановление, ионный обмен, мембранное разделение и экстракция растворителем. Первая стадия гидрометаллургических процессов — выщелачивание ценных металлов из менее ценного, например серной кислотой. Выщелачиванию часто предшествует предварительная обработка (например, сульфатирующий обжиг). Процесс выщелачивания часто требует высокого давления, добавления кислорода или высоких температур. Выщелачивание также можно проводить с помощью электричества. Из выщелачивающего раствора нужный металл или его соединение извлекают путем осаждения или восстановления различными способами. Восстановление осуществляется, например, при производстве кобальта и никеля газом.

Электролиз металлов в водных растворах также считается гидрометаллургическим процессом. В процессе электролиза ион металла восстанавливается до металла. Металл находится в слабокислом растворе, из которого под действием электрического тока осаждается на катодах. Большинство цветных металлов также можно рафинировать электролизом.

Часто металлургические процессы представляют собой комбинацию пиро- и гидрометаллургических процессов, в зависимости от обрабатываемого рудного концентрата и типа рафинируемого металла. Например, производство никеля.

Опасности и их предотвращение

Предупреждение рисков для здоровья и несчастных случаев в металлургической промышленности является в первую очередь учебно-техническим вопросом. Медицинские осмотры являются второстепенными и играют лишь дополнительную роль в предотвращении рисков для здоровья. Гармоничный обмен информацией и сотрудничество между отделами планирования, производства, безопасности и гигиены труда внутри компании дают наиболее эффективный результат в предотвращении рисков для здоровья.

Наилучшие и наименее затратные превентивные меры принимаются на этапе планирования нового предприятия или процесса. При планировании новых производственных объектов необходимо учитывать как минимум следующие аспекты:

  • Потенциальные источники загрязнителей воздуха должны быть ограждены и изолированы.
  • Конструкция и размещение технологического оборудования должны обеспечивать легкий доступ для обслуживания.
  • Области, в которых может возникнуть внезапная и непредвиденная опасность, должны находиться под постоянным наблюдением. Должны быть включены соответствующие предупреждающие уведомления. Например, зоны, в которых возможно воздействие арсина или цианистого водорода, должны находиться под постоянным наблюдением.
  • Добавление ядовитых технологических химикатов и обращение с ними следует планировать таким образом, чтобы можно было избежать ручного обращения.
  • По возможности следует использовать устройства для отбора проб личной гигиены труда, чтобы оценить реальное воздействие на отдельного работника. Регулярный стационарный мониторинг газов, пыли и шума дает общее представление об облучении, но играет лишь дополнительную роль в оценке дозы облучения.
  • При планировании пространства следует учитывать требования будущих изменений или расширений процесса, чтобы не ухудшились стандарты гигиены труда на предприятии.
  • Должна существовать непрерывная система обучения и обучения персонала по охране труда, а также мастеров и рабочих. В частности, новые работники должны быть тщательно проинформированы о потенциальных рисках для здоровья и о том, как их предотвратить в своей рабочей среде. Кроме того, обучение следует проводить всякий раз, когда вводится новый процесс.
  • Важны рабочие практики. Например, плохая личная гигиена из-за приема пищи и курения на рабочем месте может значительно увеличить воздействие на человека.
  • У руководства должна быть система мониторинга здоровья и безопасности, которая дает адекватные данные для принятия технических и экономических решений.

 

Ниже приведены некоторые конкретные опасности и меры предосторожности, связанные с плавкой и очисткой.

Травмы

В металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности уровень травматизма выше, чем в большинстве других отраслей. Источниками этих травм являются: брызги и разливы расплавленного металла и шлака, приводящие к ожогам; взрывы газов и взрывы от контакта расплавленного металла с водой; столкновения с движущимися локомотивами, вагонами, мостовыми кранами и другой подвижной техникой; падения тяжелых предметов; падение с высоты (например, при доступе к кабине крана); а также поскользнуться и споткнуться из-за препятствий на полу и в проходах.

Меры предосторожности включают: надлежащую подготовку, соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) (например, каски, защитную обувь, рабочие перчатки и защитную одежду); хорошее хранение, ведение хозяйства и техническое обслуживание оборудования; правила движения для движущегося оборудования (включая определенные маршруты и эффективную систему сигналов и предупреждений); и программа защиты от падения.

зной

Заболевания, вызванные тепловым стрессом, такие как тепловой удар, представляют собой распространенную опасность, в первую очередь из-за инфракрасного излучения печей и расплавленного металла. Это особенно проблема, когда напряженная работа должна выполняться в жарких условиях.

Профилактика тепловых заболеваний может включать водяные экраны или воздушные завесы перед печами, точечное охлаждение, закрытые кабинки с кондиционированием воздуха, теплозащитную одежду и костюмы с воздушным охлаждением, обеспечивающие достаточное время для акклиматизации, перерывы в работе в прохладных помещениях и адекватное питание. напитков для частого употребления.

Химическая опасность

Во время плавки и рафинирования может происходить воздействие широкого спектра опасных видов пыли, паров, газов и других химических веществ. В частности, дробление и измельчение руды может привести к сильному воздействию кремнезема и токсичной металлической пыли (например, содержащей свинец, мышьяк и кадмий). Воздействие пыли также может происходить во время операций по техническому обслуживанию печи. Во время плавки пары металлов могут быть серьезной проблемой.

Выбросы пыли и дыма можно контролировать с помощью ограждения, автоматизации процессов, местной и вытяжной вентиляции, смачивания материалов, сокращения количества операций с материалами и других изменений процесса. Там, где этого недостаточно, потребуется защита органов дыхания.

Многие плавильные операции включают производство большого количества диоксида серы из сульфидных руд и монооксида углерода в результате процессов сжигания. Разрежение и местная вытяжная вентиляция (LEV) необходимы.

Серная кислота производится как побочный продукт плавильных операций и используется при электролитическом рафинировании и выщелачивании металлов. Воздействие может происходить как от жидкости, так и от туманов серной кислоты. Необходима защита кожи и глаз, а также LEV.

Плавка и рафинирование некоторых металлов могут представлять особую опасность. Примеры включают карбонил никеля при рафинировании никеля, фториды при плавке алюминия, мышьяк при плавке и рафинировании меди и свинца, а также воздействие ртути и цианидов при аффинаже золота. Эти процессы требуют своих особых мер предосторожности.

Прочие опасности

Блики и инфракрасное излучение от печей и расплавленного металла могут вызвать повреждение глаз, включая катаракту. Следует носить надлежащие защитные очки и лицевые щитки. Высокий уровень инфракрасного излучения также может вызвать ожоги кожи, если не надет защитный костюм.

Высокий уровень шума от дробления и измельчения руды, газоразрядных воздуходувок и мощных электрических печей может привести к потере слуха. Если источник шума не может быть закрыт или изолирован, следует носить средства защиты органов слуха. Следует внедрить программу сохранения слуха, включающую аудиометрическое тестирование и обучение.

Во время электролитических процессов может возникнуть опасность поражения электрическим током. Меры предосторожности включают надлежащее техническое обслуживание электрооборудования с процедурами блокировки/маркировки; изолированные перчатки, одежда и инструменты; и прерыватели цепи замыкания на землю, где это необходимо.

Ручной подъем и перемещение материалов может привести к травмам спины и верхних конечностей. Механические приспособления для подъема и надлежащее обучение методам подъема могут уменьшить эту проблему.

Загрязнение и защита окружающей среды

Выбросы раздражающих и агрессивных газов, таких как двуокись серы, сероводород и хлористый водород, могут способствовать загрязнению воздуха и вызывать коррозию металлов и бетона на заводе и в окружающей среде. Толерантность растительности к двуокиси серы варьируется в зависимости от типа леса и почвы. В целом вечнозеленые деревья переносят более низкие концентрации диоксида серы, чем лиственные. Выбросы твердых частиц могут содержать неспецифические твердые частицы, фториды, свинец, мышьяк, кадмий и многие другие токсичные металлы. Сточные воды могут содержать различные токсичные металлы, серную кислоту и другие примеси. Твердые отходы могут быть загрязнены мышьяком, свинцом, сульфидами железа, кремнеземом и другими загрязняющими веществами.

Управление металлургическим заводом должно включать оценку и контроль выбросов завода. Это специализированная работа, которая должна выполняться только персоналом, хорошо знакомым с химическими свойствами и токсичностью материалов, выбрасываемых в результате производственного процесса. Физическое состояние материала, температура, при которой он выходит из процесса, другие материалы в потоке газа и другие факторы должны учитываться при планировании мер по контролю загрязнения воздуха. Также желательно содержать метеостанцию, вести метеорологические записи и быть готовым к снижению производительности, когда погодные условия неблагоприятны для рассеивания стоков из дымовых труб. Полевые поездки необходимы для наблюдения за влиянием загрязнения воздуха на жилые и сельскохозяйственные районы.

Диоксид серы, один из основных загрязнителей, извлекается в виде серной кислоты, если присутствует в достаточном количестве. В противном случае, чтобы соответствовать нормам выбросов, диоксид серы и другие опасные газообразные отходы контролируются скрубберами. Выбросы твердых частиц обычно контролируются тканевыми фильтрами и электростатическими осадителями.

Большое количество воды используется в процессах флотации, таких как обогащение меди. Большая часть этой воды повторно используется в процессе. Хвосты флотации перекачиваются в виде пульпы в отстойники. В процессе вода рециркулируется. Металлосодержащие технологические и дождевые воды очищаются на водоочистных сооружениях перед сбросом или переработкой.

Твердофазные отходы включают шлаки от плавки, шламы продувки от преобразования диоксида серы в серную кислоту и шламы из поверхностных водоемов (например, отстойников). Некоторые шлаки могут быть повторно сконцентрированы и возвращены на плавильные заводы для повторной обработки или извлечения других присутствующих металлов. Многие из этих твердофазных отходов являются опасными отходами, которые должны храниться в соответствии с природоохранными нормами.

 

Назад

Адаптировано из EPA 1995.

Медь

Медь добывается как открытыми, так и подземными рудниками, в зависимости от качества руды и характера рудного месторождения. Медная руда обычно содержит менее 1% меди в виде сульфидных минералов. Как только руда доставляется над землей, она дробится и измельчается до порошкообразного состояния, а затем концентрируется для дальнейшей переработки. В процессе обогащения измельченная руда смешивается с водой, добавляются химические реагенты и пульпа продувается воздухом. Пузырьки воздуха прикрепляются к медным минералам и затем снимаются с верхней части флотационных камер. Концентрат содержит от 20 до 30% меди. Хвосты, или пустая порода, из руды падают на дно ячеек и удаляются, обезвоживаются сгустителями и транспортируются в виде шлама в хвостохранилище для утилизации. Вся вода, используемая в этой операции, из обезвоживающих сгустителей и хвостохранилища, извлекается и повторно используется в процессе.

Медь может быть получена пирометаллургическим или гидрометаллургическим способом в зависимости от типа руды, используемой в качестве шихты. Концентраты руды, которые содержат минералы сульфида меди и сульфида железа, обрабатываются пирометаллургическими процессами для получения продуктов из меди высокой чистоты. Оксидные руды, которые содержат минералы оксида меди, которые могут встречаться в других частях рудника, вместе с другими окисленными отходами обрабатываются гидрометаллургическими процессами для получения продуктов из меди высокой чистоты.

Превращение меди из руды в металл осуществляется плавлением. Во время плавки концентраты сушат и подают в одну из печей нескольких типов. Там сульфидные минералы частично окисляются и плавятся, образуя слой штейна, смешанный медно-железный сульфид и шлак, верхний слой отходов.

Штейн далее обрабатывается конвертированием. Шлак выпускается из печи и складируется или выбрасывается в шлаковые отвалы на месте. Небольшое количество шлака продается для железнодорожного балласта и для пескоструйной обработки. Третьим продуктом плавильного процесса является диоксид серы, газ, который собирают, очищают и превращают в серную кислоту для продажи или использования в операциях гидрометаллургического выщелачивания.

После плавки медный штейн подается в конвертер. В ходе этого процесса медный штейн заливают в горизонтальный цилиндрический сосуд (примерно 10ґ4 м), снабженный рядом труб. Трубки, известные как фурмы, выступают в цилиндр и используются для подачи воздуха в конвертер. Известь и диоксид кремния добавляют к медному штейну для реакции с оксидом железа, образующимся в процессе, с образованием шлака. Медный лом также может быть добавлен в конвертер. Печь вращается так, что фурмы погружаются в воду, и в расплавленный штейн вдувается воздух, вызывая реакцию остатка сульфида железа с кислородом с образованием оксида железа и диоксида серы. Затем конвертер вращают, чтобы слить железосиликатный шлак.

Как только все железо удалено, конвертер поворачивают назад и подвергают второй продувке воздухом, во время которой остаток серы окисляется и удаляется из сульфида меди. Затем конвертер вращается, чтобы слить расплавленную медь, которая в этот момент называется черновой медью (названа так потому, что если дать ей затвердеть в этот момент, она будет иметь неровную поверхность из-за присутствия газообразного кислорода и серы). Диоксид серы из конвертеров собирают и подают в систему газоочистки вместе с диоксидом из плавильной печи и превращают в серную кислоту. Из-за остаточного содержания меди шлак возвращается в плавильную печь.

Черновая медь, содержащая не менее 98.5% меди, очищается до меди высокой чистоты в два этапа. Первым этапом является огневое рафинирование, при котором расплавленную черновую медь заливают в цилиндрическую печь, внешне похожую на конвертер, где расплав сначала продувают воздухом, а затем природным газом или пропаном для удаления последних остатков серы и любых примесей. остаточный кислород из меди. Затем расплавленную медь заливают в литейный круг для получения анодов, достаточно чистых для электрорафинирования.

При электрорафинировании медные аноды загружают в электролитические ячейки и помещают между медными исходными листами или катодами в ванне с раствором сульфата меди. Когда через ячейку пропускают постоянный ток, медь растворяется с анода, переносится через электролит и повторно осаждается на исходных листах катода. Когда катоды нарастут до достаточной толщины, их удаляют из электролизера и на их место укладывают новый комплект исходных листов. Твердые примеси в анодах падают на дно электролизера в виде шлама, где они в конечном итоге собираются и обрабатываются для извлечения драгоценных металлов, таких как золото и серебро. Этот материал известен как анодный шлам.

Катоды, извлеченные из электролизера, являются первичным продуктом производителя меди и содержат 99.99% меди. Их можно продавать на проволочные заводы в качестве катодов или перерабатывать в продукт, называемый катанкой. При изготовлении стержня катоды плавятся в шахтной печи, и расплавленная медь выливается на литейное колесо, чтобы сформировать стержень, пригодный для прокатки в непрерывный стержень диаметром 3/8 дюйма. Этот стержневой продукт отправляется на проволочные заводы, где из него экструдируют медную проволоку различных размеров.

В гидрометаллургическом процессе окисленные руды и отходы выщелачиваются серной кислотой в процессе плавки. Выщелачивание проводят на месте, или в специально подготовленных кучах, распределяя кислоту сверху и позволяя ей просачиваться вниз через материал, в котором она собирается. Земля под площадками для выщелачивания покрыта кислотостойким, непроницаемым пластиковым материалом, чтобы предотвратить загрязнение грунтовых вод выщелачивающим раствором. После того, как растворы, богатые медью, собраны, они могут быть обработаны одним из двух процессов: процессом цементации или процессом экстракции/электровыделения растворителем (SXEW). В процессе цементации (который сегодня редко используется) медь в кислом растворе осаждается на поверхности железного лома в обмен на железо. После цементирования достаточного количества меди железо с высоким содержанием меди вместе с рудными концентратами направляется в плавильный цех для извлечения меди пирометаллургическим путем.

В процессе SXEW насыщенный выщелачивающий раствор (PLS) концентрируется путем экстракции растворителем, при котором извлекается медь, но не примесные металлы (железо и другие примеси). Затем насыщенный медью органический раствор отделяют от фильтрата в отстойнике. К богатой органической смеси добавляют серную кислоту, которая превращает медь в раствор электролита. Фильтрат, содержащий железо и другие примеси, возвращается на операцию выщелачивания, где его кислота используется для дальнейшего выщелачивания. Богатый медью раствор полосы пропускают в электролитическую ячейку, известную как электролизная ячейка. Ячейка электролиза отличается от ячейки электрорафинирования тем, что в ней используется постоянный нерастворимый анод. Медь в растворе затем наносится на исходный листовой катод почти так же, как на катод в электролизере. Обедненный медью электролит возвращается в процесс экстракции растворителем, где он используется для извлечения большего количества меди из органического раствора. Катоды, произведенные в процессе электролиза, затем продаются или превращаются в стержни таким же образом, как и катоды, произведенные в процессе электрорафинирования.

Ячейки для электролиза также используются для подготовки исходных листов как для процессов электрорафинирования, так и для процессов электролиза путем нанесения меди на катоды из нержавеющей стали или титана с последующим удалением покрытой меди.

Опасности и их предотвращение

Основными опасностями являются воздействие рудной пыли во время обработки руды и плавки, паров металлов (включая медь, свинец и мышьяк) во время плавки, диоксид серы и окись углерода во время большинства плавильных операций, шум от операций дробления и измельчения и от печей, тепловая нагрузка от печи и серная кислота и электрические опасности во время электролитических процессов.

Меры предосторожности включают: LEV для пыли во время операций по перемещению; местная вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция для двуокиси серы и угарного газа; программа борьбы с шумом и защиты органов слуха; защитная одежда и щиты, перерывы для отдыха и жидкости для теплового стресса; и LEV, СИЗ и электрические меры предосторожности для электролитических процессов. Средства защиты органов дыхания обычно используются для защиты от пыли, паров и диоксида серы.

В таблице 1 перечислены загрязнители окружающей среды для различных стадий плавки и рафинирования меди.

Таблица 1. Входы технологических материалов и выбросы загрязняющих веществ при выплавке и рафинировании меди

Процесс

Вклад материала

Выбросы в атмосферу

Технологические отходы

Прочие отходы

Концентрация меди

Медная руда, вода, химреактивы, загустители

 

Сточные воды флотации

Хвосты, содержащие минеральные отходы, такие как известняк и кварц

Выщелачивание меди

Медный концентрат, серная кислота

 

Неконтролируемый фильтрат

Отходы кучного выщелачивания

Плавка меди

Медный концентрат, кремнеземистый флюс

Диоксид серы, твердые частицы, содержащие мышьяк, сурьму, кадмий, свинец, ртуть и цинк

 

Шлам/шлам продувки кислотной установки, шлак, содержащий сульфиды железа, кремнезем

Преобразование меди

Медный штейн, медный лом, кремнистый флюс

Диоксид серы, твердые частицы, содержащие мышьяк, сурьму, кадмий, свинец, ртуть и цинк

 

Шлам/шлам продувки кислотной установки, шлак, содержащий сульфиды железа, кремнезем

Электролитическое рафинирование меди

Черновая медь, серная кислота

   

Шламы, содержащие примеси, такие как золото, серебро, сурьма, мышьяк, висмут, железо, свинец, никель, селен, сера и цинк

 

Вести

Процесс производства первичного свинца состоит из четырех стадий: спекания, плавки, окалины и пирометаллургического рафинирования. Сначала сырье, состоящее в основном из свинцового концентрата в виде сульфида свинца, подают в агломашину. Могут быть добавлены другие сырьевые материалы, включая железо, кремнезем, известняковый флюс, кокс, соду, золу, пирит, цинк, щелочь и твердые частицы, собранные с устройств контроля загрязнения. В агломашине свинцовое сырье подвергается воздействию струй горячего воздуха, которые сжигают серу, образуя двуокись серы. Материал оксида свинца, полученный после этого процесса, содержит около 9% своего веса в углероде. Затем агломерат вместе с коксом, различными переработанными и очищающими материалами, известняком и другими флюсовыми агентами подают в доменную печь для восстановления, где углерод действует как топливо и плавит или плавит свинец. Расплавленный свинец стекает на дно печи, где образуются четыре слоя: «шпейс» (самый легкий материал, в основном мышьяк и сурьма); «штейн» (сульфид меди и другие сульфиды металлов); доменный шлак (преимущественно силикаты); и слиток свинца (98% свинца по весу). Затем все слои сливаются. Шпейс и штейн продаются медеплавильным заводам для извлечения меди и драгоценных металлов. Доменный шлак, содержащий цинк, железо, кремнезем и известь, хранится в буртах и ​​частично перерабатывается. Выбросы оксида серы образуются в доменных печах из-за небольших количеств остаточного сульфида свинца и сульфатов свинца в сырье для агломерации.

Необработанный слиток свинца из доменной печи обычно требует предварительной обработки в котлах перед рафинированием. Во время окалины слиток перемешивают в шлаковом котле и охлаждают чуть выше точки его замерзания (от 370 до 425°C). Окалина, состоящая из оксида свинца вместе с медью, сурьмой и другими элементами, всплывает наверх и затвердевает над расплавленным свинцом.

Окалина удаляется и подается в шлаковую печь для извлечения полезных металлов, не содержащих свинца. Для увеличения извлечения меди окаленный свинцовый слиток обрабатывают, добавляя серосодержащие материалы, цинк и/или алюминий, снижая содержание меди примерно до 0.01%.

На четвертом этапе слиток свинца рафинируют с использованием пирометаллургических методов для удаления всех оставшихся не свинцовых материалов, пригодных для продажи (например, золота, серебра, висмута, цинка и оксидов металлов, таких как сурьма, мышьяк, олово и оксид меди). Свинец очищается в чугунном котле в пять стадий. В первую очередь удаляются сурьма, олово и мышьяк. Затем добавляют цинк и из цинкового шлака удаляют золото и серебро. Далее свинец очищают вакуумным удалением (перегонкой) цинка. Рафинирование продолжается с добавлением кальция и магния. Эти два вещества соединяются с висмутом, образуя нерастворимое соединение, которое удаляют из котла. На последнем этапе к свинцу можно добавить едкий натр и/или нитраты, чтобы удалить любые оставшиеся следы металлических примесей. Очищенный свинец будет иметь чистоту от 99.90 до 99.99% и может быть смешан с другими металлами для образования сплавов или может быть непосредственно отлит в формы.

Опасности и их предотвращение

Основными опасностями являются воздействие рудной пыли во время обработки руды и плавки, пары металлов (включая свинец, мышьяк и сурьму) во время плавки, двуокись серы и окись углерода во время большинства плавильных операций, шум от операций измельчения и дробления и от печей, а также тепловой удар. из печей.

Меры предосторожности включают: LEV для пыли во время операций по перемещению; местная вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция для двуокиси серы и угарного газа; программа борьбы с шумом и защиты органов слуха; и защитная одежда и щиты, перерывы для отдыха и жидкости для теплового стресса. Средства защиты органов дыхания обычно используются для защиты от пыли, паров и диоксида серы. Необходим биологический мониторинг свинца.

В таблице 2 перечислены загрязнители окружающей среды для различных этапов плавки и рафинирования свинца.

Таблица 2. Входы технологических материалов и выбросы загрязняющих веществ при выплавке и рафинировании свинца

Процесс

Вклад материала

Выбросы в атмосферу

Технологические отходы

Прочие отходы

Спекание свинца

Свинцовая руда, железо, кремнезем, известняковый флюс, кокс, сода, зола, пирит, цинк, каустик, мешочная пыль

Диоксид серы, твердые частицы, содержащие кадмий и свинец

   

Плавка свинца

Свинцовый агломерат, кокс

Диоксид серы, твердые частицы, содержащие кадмий и свинец

Сточные воды промывки завода, вода грануляции шлака

Шлак, содержащий примеси, такие как цинк, железо, кремнезем и известь, твердые частицы поверхностных водоемов

Свинцовый шлак

Слиток свинца, кальцинированная сода, сера, рукавная пыль, кокс

   

Шлак, содержащий такие примеси, как медь, поверхностные твердые включения

Очистка свинца

Свинцовый шлак

     

 

Цинк

Цинковый концентрат получают путем отделения руды, которая может содержать всего 2% цинка, от пустой породы путем дробления и флотации, что обычно выполняется на руднике. Затем цинковый концентрат восстанавливают до металлического цинка одним из двух способов: либо пирометаллургически путем дистилляции (ретортинг в печи), либо гидрометаллургически путем электролиза. На долю последнего приходится примерно 80% общего объема переработки цинка.

В гидрометаллургическом рафинировании цинка обычно используются четыре стадии обработки: прокаливание, выщелачивание, очистка и электролиз. Кальцинирование или обжиг — это высокотемпературный процесс (от 700 до 1000 °C), в ходе которого концентрат сульфида цинка превращается в нечистый оксид цинка, называемый кальцином. Типы обжарочных аппаратов включают многоподовые, подвесные или с псевдоожиженным слоем. Обычно прокаливание начинают с смешивания цинкосодержащих материалов с углем. Затем эту смесь нагревают или обжигают для испарения оксида цинка, который затем выводят из реакционной камеры вместе с образовавшимся газовым потоком. Поток газа направляется в зону рукавного фильтра (фильтра), где оксид цинка улавливается пылью рукавного фильтра.

Все процессы кальцинирования производят диоксид серы, который контролируется и превращается в серную кислоту в качестве товарного побочного продукта процесса.

Электролитическая переработка десульфурированного огарка состоит из трех основных стадий: выщелачивания, очистки и электролиза. Выщелачивание относится к растворению захваченного огарка в растворе серной кислоты с образованием раствора сульфата цинка. Огарок можно выщелачивать один или два раза. В методе двойного выщелачивания огарок растворяют в слегка кислом растворе для удаления сульфатов. Затем огарок повторно выщелачивают в более сильном растворе, который растворяет цинк. Этот второй этап выщелачивания фактически является началом третьего этапа очистки, потому что многие примеси железа выпадают из раствора вместе с цинком.

После выщелачивания раствор очищают в две или более стадий путем добавления цинковой пыли. Раствор очищается, поскольку пыль вынуждает вредные элементы осаждаться, чтобы их можно было отфильтровать. Очистку обычно проводят в больших резервуарах для перемешивания. Процесс протекает при температуре от 40 до 85°С и давлении от атмосферного до 2.4 атмосферы. Элементы, извлеченные во время очистки, включают медь в виде кека и кадмий в виде металла. После очистки раствор готов к заключительному этапу электролиза.

Электролиз цинка происходит в электролизере и включает прохождение электрического тока от анода из сплава свинца и серебра через водный раствор цинка. Этот процесс заряжает взвешенный цинк и заставляет его осаждаться на алюминиевом катоде, погруженном в раствор. Каждые 24–48 часов каждую ячейку выключают, оцинкованные катоды удаляют и промывают, а цинк механически удаляют с алюминиевых пластин. Затем цинковый концентрат плавится и отливается в слитки, и его чистота часто достигает 99.995%.

Электролитические плавильные печи цинка содержат до нескольких сотен ячеек. Часть электрической энергии преобразуется в тепло, что повышает температуру электролита. Электролизеры работают в диапазоне температур от 30 до 35°С при атмосферном давлении. При электролизе часть электролита проходит через градирни для снижения его температуры и испарения воды, собираемой в процессе.

Опасности и их предотвращение

Основными опасностями являются воздействие рудной пыли во время обработки руды и плавки, паров металлов (включая цинк и свинец) во время рафинирования и обжига, двуокиси серы и монооксида углерода во время большинства плавильных операций, шум от операций дробления и измельчения и от печей, тепловой удар от печи и серная кислота и электрические опасности во время электролитических процессов.

Меры предосторожности включают: LEV для пыли во время операций по перемещению; местная вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция для двуокиси серы и угарного газа; программа борьбы с шумом и защиты органов слуха; защитная одежда и щиты, перерывы для отдыха и жидкости для теплового стресса; и LEV, СИЗ и электрические меры предосторожности для электролитических процессов. Средства защиты органов дыхания обычно используются для защиты от пыли, паров и диоксида серы.

В таблице 3 перечислены загрязнители окружающей среды для различных этапов плавки и рафинирования цинка.

Таблица 3. Входы технологических материалов и выбросы загрязняющих веществ при выплавке и рафинировании цинка

Процесс

Вклад материала

Выбросы в атмосферу

Технологические отходы

Прочие отходы

Прокаливание цинка

цинковая руда, кокс

Диоксид серы, твердые частицы, содержащие цинк и свинец

 

Шлам для продувки кислотного завода

Выщелачивание цинка

Цинковый огарок, серная кислота, известняк, отработанный электролит

 

Сточные воды, содержащие серную кислоту

 

Очистка цинка

Раствор цинковой кислоты, цинковая пыль

 

Сточные воды, содержащие серную кислоту, железо

Медный кек, кадмий

Цинк электролизом

Цинк в сернокислотном/водном растворе, аноды из сплава свинца и серебра, катоды из алюминия, карбонат бария или стронций, коллоидные добавки

 

Разбавленная серная кислота

Электролитические шламы/шламы

 

Назад

Обзор процесса

Бокситы добываются открытым способом. Более богатые руды используются по мере добычи. Руды более низкого качества могут быть обогащены путем дробления и промывки для удаления отходов глины и кремнезема. Производство металла состоит из двух основных этапов:

  1. рафинирование. Производство глинозема из бокситов по способу Байера, при котором бокситы вывариваются при высокой температуре и давлении в крепком растворе едкого натра. Полученный гидрат кристаллизуют и прокаливают до оксида в печи для обжига или в кальцинаторе с псевдоожиженным слоем.
  2. Снижение. Восстановление глинозема до первичного металлического алюминия с использованием электролитического процесса Холла-Эру с использованием угольных электродов и криолитового флюса.

 

Экспериментальные разработки предполагают, что в будущем алюминий может быть восстановлен до металла путем прямого восстановления из руды.

В настоящее время используются два основных типа электролитических ячеек Холла-Эру. В так называемом процессе «предварительного обжига» используются электроды, изготовленные, как указано ниже. В таких плавильных цехах воздействие полициклических углеводородов обычно происходит на предприятиях по производству электродов, особенно в смесительных мельницах и формовочных прессах. Плавильные заводы, использующие электролизеры Содерберга, не нуждаются в оборудовании для производства обожженных углеродных анодов. Вместо этого смесь кокса и пекового связующего помещают в бункеры, нижние концы которых погружены в ванну с расплавленной криолит-глиноземной смесью. Когда смесь пека и кокса нагревается в ванне с расплавленным металлом и криолитом внутри камеры, эта смесь спекается в твердую графитовую массу. на месте. Металлические стержни вставлены в анодную массу в качестве проводников для электрического потока постоянного тока. Эти стержни необходимо периодически заменять; при их извлечении значительное количество летучих веществ каменноугольного пека выделяется в окружающую среду камеры камеры. К этому воздействию добавляют те летучие пековые вещества, которые образуются в процессе обжига пекококсовой массы.

В течение последнего десятилетия промышленность стремилась либо не заменять, либо модифицировать существующие установки для восстановления типа Содерберга вследствие доказанной канцерогенной опасности, которую они представляют. Кроме того, с ростом автоматизации операций восстановительной электростанции, особенно замены анодов, задачи все чаще выполняются с помощью закрытых механических кранов. Следовательно, облучение рабочих и риск развития заболеваний, связанных с выплавкой алюминия, на современных предприятиях постепенно снижаются. Напротив, в тех странах, где адекватные капитальные вложения недоступны, сохранение старых процессов восстановления с ручным управлением будет по-прежнему представлять риск тех профессиональных нарушений (см. ниже), которые ранее были связаны с заводами по восстановлению алюминия. Действительно, эта тенденция будет усиливаться в таких старых, неулучшенных операциях, особенно с возрастом.

Производство угольных электродов

Электроды, необходимые для электролитического восстановления с предварительным обжигом до чистого металла, обычно изготавливаются на предприятии, связанном с этим типом алюминиевых заводов. Аноды и катоды чаще всего изготавливаются из смеси измельченного нефтяного кокса и пека. Кокс сначала измельчают в шаровых мельницах, затем транспортируют и механически смешивают с пеком и, наконец, отливают в блоки на формовочных прессах. Затем эти анодные или катодные блоки нагревают в газовой печи в течение нескольких дней до тех пор, пока они не образуют твердые графитовые массы, из которых будут удалены практически все летучие вещества. Наконец, они прикрепляются к анодным стержням или имеют прорези для катодных стержней.

Следует отметить, что пек, используемый для изготовления таких электродов, представляет собой дистиллят, полученный из каменноугольной или нефтяной смолы. При превращении этой смолы в пек при нагревании конечный пековый продукт выпаривает практически все низкокипящие неорганические вещества, например SO.2, а также алифатические соединения и ароматические соединения с одним и двумя кольцами. Таким образом, такой пек не должен представлять такой же опасности при его использовании, как каменноугольная или нефтяная смола, поскольку эти классы соединений не должны присутствовать. Есть некоторые признаки того, что канцерогенный потенциал таких продуктов смолы может быть не таким большим, как у более сложной смеси смол и других летучих веществ, связанных с неполным сгоранием угля.

Опасности и их предотвращение

Опасности и меры предосторожности при плавке и рафинировании алюминия в основном такие же, как и при плавке и рафинировании в целом; однако отдельные процессы представляют определенную опасность.

Горнодобывающая промышленность

Хотя в литературе встречаются спорадические упоминания о «бокситовом легком», убедительных доказательств того, что такое образование существует, мало. Однако следует учитывать возможность присутствия кристаллического кремнезема в бокситовых рудах.

процесс Байера

Широкое использование каустической соды в процессе Байера сопряжено с частым риском химических ожогов кожи и глаз. Удаление накипи из резервуаров с помощью пневматических молотков приводит к сильному шумовому воздействию. Потенциальные опасности, связанные с вдыханием чрезмерных доз оксида алюминия, образующегося в этом процессе, обсуждаются ниже.

Все рабочие, участвующие в процессе Байера, должны быть хорошо информированы об опасностях, связанных с обращением с едким натром. На всех объектах, подверженных риску, должны быть предусмотрены фонтанчики для промывания глаз и бассейны с проточной водой и водоотводные души с пояснительным пояснением их использования. СИЗ (например, защитные очки, перчатки, фартуки и сапоги) должны быть обеспечены. Должны быть обеспечены душевые и двойные раздевалки (один шкафчик для рабочей одежды, другой для личной одежды), а всем работникам рекомендуется тщательно мыться в конце смены. Все рабочие, работающие с расплавленным металлом, должны быть снабжены щитками, респираторами, рукавицами, фартуками, нарукавниками и гетрами для защиты от ожогов, пыли и паров. Рабочие, занятые на низкотемпературном процессе Гадо, должны быть обеспечены специальными перчатками и костюмами для защиты от паров соляной кислоты, выделяющихся при пуске электролизеров; шерсть показала хорошую устойчивость к этим испарениям. Респираторы с угольными картриджами или маски, пропитанные оксидом алюминия, обеспечивают достаточную защиту от паров смолы и фтора; для защиты от угольной пыли необходимы эффективные пылезащитные маски. Рабочие с более тяжелым воздействием пыли и дыма, особенно на предприятиях Содерберга, должны быть обеспечены средствами защиты органов дыхания с подачей воздуха. Поскольку механизированные работы в цехах выполняются удаленно из закрытых кабин, необходимость в этих мерах защиты отпадает.

электролитическое восстановление

Электролитическое восстановление подвергает рабочих риску получения ожогов кожи и несчастных случаев из-за брызг расплавленного металла, теплового стресса, шума, опасностей поражения электрическим током, паров криолита и плавиковой кислоты. Электролизеры могут выделять большое количество пыли фторида и оксида алюминия.

В цехах изготовления угольных электродов должно быть установлено вытяжное вентиляционное оборудование с рукавными фильтрами; ограждение оборудования для измельчения пека и угля эффективно сводит к минимуму воздействие нагретого пека и угольной пыли. Следует проводить регулярные проверки концентрации пыли в атмосфере с помощью подходящего устройства для отбора проб. Рабочие, подвергающиеся воздействию пыли, должны периодически проходить рентгенологическое обследование, после которого, при необходимости, должны проводиться клинические осмотры.

Чтобы снизить риск обращения с пеком, транспортировка этого материала должна быть максимально механизирована (например, можно использовать автоцистерны с подогревом для перевозки жидкого пека на завод, где он автоматически перекачивается в резервуары с подогретым пеком). Регулярные осмотры кожи для выявления эритемы, эпителиомы или дерматита также целесообразны, а дополнительную защиту могут обеспечить барьерные кремы на альгинатной основе.

Рабочие, выполняющие огневые работы, должны быть проинструктированы до наступления жаркой погоды о необходимости увеличить потребление жидкости и обильно солить пищу. Они и их руководители также должны быть обучены распознавать зарождающиеся расстройства, вызванные жарой, у себя и своих коллег. Все работающие здесь должны быть обучены принимать надлежащие меры, необходимые для предотвращения возникновения или прогрессирования тепловых расстройств.

Рабочие, подвергающиеся воздействию высоких уровней шума, должны быть обеспечены средствами защиты слуха, такими как беруши, которые пропускают низкочастотный шум (чтобы обеспечить восприятие приказов), но уменьшают передачу интенсивного высокочастотного шума. Кроме того, рабочие должны регулярно проходить аудиометрическое обследование для выявления потери слуха. Наконец, персонал также должен быть обучен проведению сердечно-легочной реанимации пострадавшим от поражения электрическим током.

Возможность разбрызгивания расплавленного металла и сильных ожогов широко распространена на многих площадках восстановительных заводов и связанных с ними операций. В дополнение к защитной одежде (например, рукавицам, фартукам, гетрам и щиткам для лица) следует запретить ношение синтетической одежды, поскольку тепло расплавленного металла заставляет такие нагретые волокна плавиться и прилипать к коже, что еще больше усиливает ожоги кожи.

Лица, использующие кардиостимуляторы, должны быть исключены из редукционных операций из-за риска аритмии, вызванной магнитным полем.

Другие последствия для здоровья

Широко сообщалось об опасности для рабочих, населения в целом и окружающей среды в результате выброса фторсодержащих газов, дыма и пыли при использовании криолитового флюса (см. таблицу 1). У детей, проживающих поблизости от плохо контролируемых алюминиевых заводов, сообщалось о разной степени крапчатости постоянных зубов, если воздействие происходило на этапе развития постоянных зубов. Среди рабочих металлургических заводов до 1950 г. или там, где сохранялся недостаточный контроль за выбросами фтора, наблюдались различные степени флюороза костей. Первая стадия этого состояния состоит из простого увеличения плотности костей, особенно выраженного в телах позвонков и тазу. По мере дальнейшего всасывания фтора в кости в дальнейшем наблюдается кальцификация связок таза. Наконец, в случае экстремального и длительного воздействия фтора отмечается кальцификация околопозвоночных и других связочных структур, а также суставов. В то время как эта последняя стадия наблюдалась в ее тяжелой форме на заводах по переработке криолита, такие продвинутые стадии редко, если вообще когда-либо, наблюдались у рабочих алюминиевых заводов. По-видимому, менее выраженные рентгенологические изменения костных и связочных структур не связаны с изменениями архитектурной или метаболической функции кости. С помощью надлежащих методов работы и адекватного контроля вентиляции можно легко предотвратить развитие каких-либо из вышеперечисленных рентгенологических изменений у рабочих, работающих на таких операциях, несмотря на 25-40 лет такой работы. Наконец, механизация цехов электролиза должна свести к минимуму, если не полностью устранить любые опасности, связанные с фторидами.

Таблица 1. Входы технологических материалов и выбросы загрязняющих веществ при выплавке и рафинировании алюминия

Процесс

Вклад материала

Выбросы в атмосферу

Технологические отходы

Прочие отходы

Переработка бокситов

Бокситы, гидроксид натрия

Твердые частицы, щелочь/вода
пар

 

Остаток, содержащий кремний, железо, титан, оксиды кальция и щелочь

Осветление и осаждение глинозема

Глиноземная суспензия, крахмал, вода

 

Сточные воды, содержащие крахмал, песок и щелочь

 

Прокаливание глинозема

гидрат алюминия

Твердые частицы и водяной пар

   

Первичный электролит
выплавка алюминия

Глинозем, угольные аноды, электролизеры, криолит

Фторид - как газообразный, так и в виде частиц, двуокись углерода, двуокись серы, окись углерода, C2F6 , CF4 и перфторуглероды (PFC)

 

Отработанные кастрюли

 

С начала 1980-х годов у рабочих в цехах по восстановлению алюминия были четко продемонстрированы состояния, похожие на астму. Эта аберрация, называемая профессиональной астмой, связанной с плавкой алюминия (OAAAS), характеризуется переменным сопротивлением воздушному потоку, гиперреактивностью бронхов или тем и другим и не провоцируется раздражителями вне рабочего места. Его клинические симптомы включают свистящее дыхание, чувство стеснения в груди, одышку и непродуктивный кашель, которые обычно проходят через несколько часов после производственных воздействий. Латентный период между началом воздействия на рабочем месте и началом ОААС сильно варьирует от 1 недели до 10 лет, в зависимости от интенсивности и характера воздействия. Состояние обычно улучшается при удалении с рабочего места после отпуска и т. д., но становится более частым и тяжелым при продолжительном воздействии на работу.

Хотя возникновение этого состояния коррелирует с концентрацией фтора в помещении, неясно, связана ли этиология расстройства именно с воздействием этого химического агента. Учитывая сложную смесь пыли и дыма (например, твердые и газообразные фториды, диоксид серы, а также низкие концентрации оксидов ванадия, никеля и хрома), более вероятно, что такие измерения фторидов представляют собой заменитель этой сложной смеси дымов. газы и твердые частицы, обнаруженные в помещениях электролиза.

В настоящее время представляется, что это состояние является одной из все более важной группы профессиональных заболеваний: профессиональной астмы. Причинный процесс, приводящий к этому расстройству, в отдельном случае определяется с трудом. Признаки и симптомы ОААС могут быть следствием: ранее существовавшей аллергической астмы, неспецифической гиперреактивности бронхов, синдрома реактивной дисфункции дыхательных путей (RADS) или истинной профессиональной астмы. Диагностика этого состояния в настоящее время проблематична, требуя соответствующего анамнеза, наличия переменного ограничения воздушного потока или, при его отсутствии, развития фармакологически индуцированной гиперреактивности бронхов. Но если последнее недоказуемо, этот диагноз маловероятен. (Однако это явление может в конечном итоге исчезнуть после того, как расстройство исчезнет с устранением вредных воздействий на работе.)

Поскольку это расстройство, как правило, становится все более тяжелым при продолжительном воздействии, пострадавших людей чаще всего необходимо отстранить от продолжительного воздействия на работе. В то время как лица с ранее существовавшей атопической астмой должны быть изначально ограничены в доступе в камеры для снижения содержания алюминия, отсутствие атопии не может предсказать, возникнет ли это состояние после производственных воздействий.

В настоящее время имеются сообщения о том, что алюминий может быть связан с нейротоксичностью у рабочих, занятых плавкой и сваркой этого металла. Было ясно показано, что алюминий всасывается через легкие и выделяется с мочой в количествах, превышающих норму, особенно у работников реанимационных камер. Однако большая часть литературы, посвященной неврологическим эффектам у таких работников, основана на предположении, что поглощение алюминия приводит к нейротоксичности человека. Соответственно, до тех пор, пока такие ассоциации не станут более воспроизводимыми, связь между алюминием и профессиональной нейротоксичностью в настоящее время следует считать спекулятивной.

Из-за необходимости иногда расходовать свыше 300 ккал/ч при замене анодов или выполнении других напряженных работ в присутствии расплавленного криолита и алюминия в периоды жаркой погоды могут наблюдаться тепловые нарушения. Такие эпизоды наиболее вероятны, когда погода вначале меняется с умеренной на жаркую и влажную. Кроме того, методы работы, которые приводят к ускоренной замене анода или работе в течение двух последовательных рабочих смен в жаркую погоду, также предрасполагают рабочих к таким тепловым расстройствам. Рабочие, недостаточно акклиматизированные к жаре или физически кондиционированные, потребляющие недостаточно соли или перенесшие интеркуррентные или недавние заболевания, особенно склонны к развитию теплового истощения и/или тепловых судорог при выполнении таких тяжелых работ. Тепловой удар случался, но редко среди рабочих алюминиевых заводов, за исключением тех, у кого были известные предрасполагающие изменения здоровья (например, алкоголизм, старение).

Было продемонстрировано, что воздействие полициклических ароматических соединений, связанное с вдыханием паров смолы и твердых частиц, подвергает персонал восстановительных клеток типа Содерберга, в частности, чрезмерному риску развития рака мочевого пузыря; избыточный риск рака менее известен. Предполагается, что работники заводов по производству угольных электродов, где нагревают смеси нагретого кокса и гудрона, также подвергаются такому риску. Однако после прокаливания электродов в течение нескольких дней при температуре около 1,200 °С полициклические ароматические соединения практически полностью сгорают или улетучиваются и больше не связаны с такими анодами или катодами. Следовательно, редукционные клетки, в которых используются предварительно обожженные электроды, не представляют столь четкого представления о чрезмерном риске развития этих злокачественных заболеваний. Другие неоплазии (например, негранулоцитарный лейкоз и рак головного мозга) могут возникать при операциях по уменьшению содержания алюминия; в настоящее время такие свидетельства фрагментарны и непоследовательны.

Вблизи электролизеров использование пневматических пробойников в цехах электролиза создает уровень шума порядка 100 дБА. Ячейки электролитического восстановления включаются последовательно от источника питания низкого напряжения с большой силой тока, и, следовательно, случаи поражения электрическим током обычно не бывают тяжелыми. Однако в машинном отделении в точке, где источник высокого напряжения соединяется с сетью последовательного соединения цеха электролиза, могут произойти серьезные несчастные случаи с поражением электрическим током, особенно потому, что источником питания является переменный ток высокого напряжения.

Поскольку были высказаны опасения по поводу воздействия на здоровье, связанного с электромагнитными полями, воздействие на рабочих в этой отрасли было поставлено под сомнение. Следует признать, что электроэнергия, подаваемая на электролизеры, представляет собой постоянный ток; соответственно, электромагнитные поля, генерируемые в электролизных цехах, в основном относятся к типу статического поля или стоячего поля. Такие поля, в отличие от низкочастотных электромагнитных полей, еще труднее показать, что они оказывают последовательное или воспроизводимое биологическое действие как экспериментально, так и клинически. Кроме того, обычно обнаруживается, что уровни потока магнитных полей, измеренные в современных камерах, находятся в пределах предлагаемых в настоящее время предварительных пороговых предельных значений для статических магнитных полей, субрадиочастотных и статических электрических полей. Воздействие электромагнитных полей сверхнизкой частоты также происходит на восстановительных установках, особенно в дальних концах этих помещений, примыкающих к помещениям с выпрямителями. Однако уровни потока, обнаруженные в близлежащих корпусах электролиза, минимальны и намного ниже существующих стандартов. Наконец, последовательные или воспроизводимые эпидемиологические данные о неблагоприятном воздействии на здоровье электромагнитных полей на предприятиях по восстановлению алюминия не были убедительно продемонстрированы.

Производство электродов

У рабочих, контактирующих с парами смолы, может развиться эритема; Воздействие солнечного света вызывает фотосенсибилизацию с усилением раздражения. Случаи локализованных опухолей кожи имели место среди работников, работающих с угольными электродами, при несоблюдении правил личной гигиены; после иссечения и смены работы дальнейшего распространения или рецидива обычно не отмечается. При изготовлении электродов может образовываться значительное количество угольной и пековой пыли. Там, где такое воздействие пыли было серьезным и неадекватно контролируемым, время от времени поступали сообщения о том, что у производителей угольных электродов может развиться простой пневмокониоз с очаговой эмфиземой, осложненный развитием массивных фиброзных поражений. Как простые, так и осложненные пневмокониозы неотличимы от соответствующего состояния пневмокониозов угольщиков. При измельчении кокса в шаровых мельницах уровень шума достигает 100 дБА.

Примечание редактора: Международное агентство по изучению рака (IARC) отнесло алюминиевую промышленность к группе 1 известных причин возникновения рака у человека. Различные воздействия были связаны с другими заболеваниями (например, «туалетной астмой»), которые описаны в других разделах этого руководства. Энциклопедия.

 

Назад

Среда, Март 16 2011 21: 06

Плавка и аффинаж золота

Адаптировано из 3-го издания Энциклопедии по охране труда и технике безопасности.

Добыча золота ведется в небольших масштабах отдельными старателями (например, в Китае и Бразилии) и в крупных масштабах в подземных рудниках (например, в Южной Африке) и открытым способом (например, в США).

Простейшим методом добычи золота является промывание, при котором круглую емкость заполняют золотосодержащим песком или гравием, держат ее под струей воды и вращают. Более легкий песок и гравий постепенно смываются, оставляя частицы золота ближе к центру лотка. Более совершенная гидравлическая добыча золота заключается в направлении мощного потока воды на золотосодержащий гравий или песок. Это дробит материал и вымывает его через специальные шлюзы, в которых золото оседает, а более легкий гравий всплывает. Для разработки рек используются элеваторные земснаряды, состоящие из плоскодонных лодок, которые с помощью цепочки небольших ковшей зачерпывают материал со дна реки и выгружают его в просеивающий контейнер (грохот). Материал вращается в барабане по мере того, как на него направляется вода. Золотосодержащий песок просачивается через отверстия в барабане и падает на встряхивающие столы для дальнейшего концентрирования.

Существует два основных метода извлечения золота из руды. Это процессы, укрупнение и цианирование. Процесс амальгамирования основан на способности золота сплавляться с металлической ртутью, образуя амальгамы различной консистенции, от твердых до жидких. Золото можно довольно легко удалить из амальгамы, отогнав ртуть. При внутреннем амальгамировании золото отделяется внутри дробильного аппарата одновременно с дроблением руды. Снятая с аппарата амальгама промывается водой от примесей в специальных мисках. Затем оставшуюся ртуть выдавливают из амальгамы. При внешнем амальгамировании золото отделяют вне дробильных аппаратов, в смесителях или шлюзах (наклонный стол, покрытый медными листами). Перед удалением амальгамы добавляют свежую ртуть. Затем очищенную и промытую амальгаму прессуют. В обоих процессах ртуть удаляют из амальгамы перегонкой. Процесс объединения сегодня встречается редко, за исключением мелкомасштабной добычи, из-за экологических соображений.

Извлечение золота цианированием основано на способности золота образовывать устойчивую водорастворимую двойную соль KAu(CN)2 при сочетании с цианистым калием в ассоциации с кислородом. Пульпа, образующаяся при дроблении золотой руды, состоит из более крупных кристаллических частиц, известных как пески, и более мелких аморфных частиц, известных как ил. Песок, будучи более тяжелым, оседает на дне аппарата и пропускает растворы (включая ил). Процесс извлечения золота состоит из подачи тонкоизмельченной руды в ванну для выщелачивания и фильтрации через нее раствора цианида калия или натрия. Ил отделяют от растворов цианида золота добавлением загустителей и вакуумной фильтрацией. Кучное выщелачивание, при котором раствор цианида заливают на выровненную кучу крупноизмельченной руды, становится все более популярным, особенно при работе с бедными рудами и хвостами горных работ. В обоих случаях золото извлекают из раствора цианида золота путем добавления алюминиевой или цинковой пыли. В ходе отдельной операции в реактор для выщелачивания добавляют концентрированную кислоту для растворения цинка или алюминия, оставляя после себя твердое золото.

Под действием углекислоты, воды и воздуха, а также кислот, находящихся в руде, цианистые растворы разлагаются с выделением циановодородного газа. Для того чтобы этого не допустить, добавляют щелочь (известь или едкий натр). Цианистый водород также образуется при добавлении кислоты для растворения алюминия или цинка.

Другой метод цианирования включает использование активированного угля для удаления золота. Загустители добавляют в раствор цианида золота перед суспендированием активированным углем, чтобы уголь оставался во взвешенном состоянии. Золотосодержащий уголь удаляют просеиванием, а золото извлекают концентрированным щелочным цианидом в спиртовом растворе. Затем золото извлекают электролизом. Древесный уголь можно реактивировать путем обжига, а цианид можно восстановить и использовать повторно.

И амальгамирование, и цианирование производят металл, который содержит значительное количество примесей, содержание чистого золота редко превышает пробу 900 промилле, если только его не подвергают дальнейшей электролитической очистке для получения степени пробы до 999.8 промилле и выше.

Золото также извлекается как побочный продукт при плавке меди, свинца и других металлов (см. статью «Плавка и рафинирование меди, свинца и цинка» в этой главе).

Опасности и их предотвращение

Золотая руда, залегающая на больших глубинах, добывается подземным способом. Это требует принятия мер по предотвращению образования и распространения пыли в горных выработках. Выделение золота из мышьяковых руд вызывает отравление мышьяком горняков, загрязнение воздуха и почвы мышьякосодержащей пылью.

При добыче золота ртутью рабочие могут подвергаться воздействию высоких концентраций ртути в воздухе, когда ртуть помещается в шлюзы или удаляется из них, когда амальгама очищается или прессуется и когда ртуть отгоняется; Сообщалось об отравлении ртутью среди рабочих амальгамации и дистилляции. Риск воздействия ртути при амальгамировании стал серьезной проблемой в ряде стран Дальнего Востока и Южной Америки.

В процессах амальгамирования ртуть должна помещаться на шлюзы, а амальгама должна удаляться таким образом, чтобы гарантировать, что ртуть не попадет на кожу рук (используя лопаты с длинными ручками, защитную одежду, непроницаемую для ртути, и скоро). Обработка амальгамы и удаление или прессование ртути также должны быть максимально механизированы, исключая возможность прикосновения ртути к рукам; обработка амальгамы и отгонка ртути должны производиться в отдельных изолированных помещениях, в которых стены, потолки, полы, аппараты и рабочие поверхности покрыты материалом, не впитывающим ртуть и ее пары; все поверхности необходимо регулярно очищать, чтобы удалить все ртутные отложения. Все помещения, предназначенные для проведения работ с использованием ртути, должны быть оборудованы общеобменной и местной вытяжной вентиляцией. Эти вентиляционные системы должны быть особенно эффективными в помещениях, где ртуть отгоняется. Запасы ртути должны храниться в герметичных металлических контейнерах под специальным вытяжным шкафом; рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, необходимыми для работы с ртутью; необходимо систематически контролировать воздух в помещениях, используемых для амальгамирования и дистилляции. Также должен быть медицинский контроль.

Загрязнение воздуха цианистым водородом на цианидных установках зависит от температуры воздуха, вентиляции, объема обрабатываемого материала, концентрации используемых растворов цианида, качества реагентов и количества открытых установок. Медицинское обследование рабочих золотоизвлекательных фабрик выявило признаки хронического отравления цианистым водородом, высокую частоту аллергических дерматитов, экземы и пиодермии (острое воспалительное заболевание кожи с гноетечением).

Особое значение имеет правильная организация приготовления растворов цианидов. Если не механизировать вскрытие бочек с цианистыми солями и подачу этих солей в ванны для растворения, может произойти значительное загрязнение цианидной пылью и цианистым газом. Растворы цианидов следует подавать через закрытые системы с помощью автоматических насосов-дозаторов. В установках для цианирования золота во всех аппаратах для цианирования должна поддерживаться правильная степень щелочности; кроме того, аппараты для цианирования должны быть герметичны и оборудованы системой LEV, обеспечивающей адекватную общую вентиляцию и мониторинг утечек. Все цианирующие аппараты, а также стены, полы, открытые площадки и лестницы помещений должны быть покрыты непористыми материалами и регулярно очищаться слабыми щелочными растворами.

Использование кислот для разрушения цинка при переработке золотого шлама может выделять цианистый водород и арсин. Поэтому эти операции должны производиться в специально оборудованных и обособленных помещениях с использованием местных вытяжек.

Курение должно быть запрещено, а рабочие должны быть обеспечены отдельными помещениями для еды и питья. Необходимо иметь в наличии оборудование для оказания первой помощи и содержать средства для немедленного удаления любого раствора цианида, попавшего на тело рабочих, и антидоты при отравлении цианидом. Рабочие должны быть обеспечены индивидуальной защитной одеждой, непроницаемой для цианистых соединений.

Экологические последствия

Имеются данные о воздействии паров металлической ртути и метилировании ртути в природе, особенно при обработке золота. В одном исследовании воды, поселений и рыбы в золотодобывающих районах Бразилии концентрация ртути в съедобных частях рыбы, употребляемой в пищу местным населением, почти в 6 раз превышала рекомендованный бразильским уровнем для потребления человеком (Palheta and Taylor 1995). В загрязненном районе Венесуэлы золотоискатели уже много лет используют ртуть для выделения золота из золотосодержащего песка и каменной крошки. Высокий уровень содержания ртути в поверхностных слоях почвы и каучуковых отложениях загрязненной территории представляет серьезную опасность для работников и здоровья населения.

Загрязнение сточных вод цианидами также вызывает серьезную озабоченность. Растворы цианидов должны быть обработаны перед выпуском или должны быть восстановлены и использованы повторно. Выбросы газообразного цианистого водорода, например, в реакторе сбраживания, обрабатываются скруббером перед выпуском из дымовой трубы.

 

Назад

Среда, Март 16 2011 19: 37

Общий Профиль

Металлоплавильная и аффинажная промышленность перерабатывает металлические руды и металлолом для получения чистых металлов. Металлообрабатывающие производства перерабатывают металлы для производства деталей машин, машин, инструментов и инструментов, которые необходимы другим отраслям, а также другим различным отраслям экономики. В качестве исходных материалов используются различные виды металлов и сплавов, в том числе прокат (прутки, полосы, тонкий профиль, лист или трубы) и тянутый прокат (прутки, тонкий профиль, трубы или проволока). К основным приемам обработки металла относятся:

    • плавка и очистка металлических руд и лома
    • литье расплавленного металла в заданную форму (литейное производство)
    • ковка или прессование металлов в форме штампа (горячая или холодная ковка)
    • сварка и резка листового металла
    • спекание (сжатие и нагрев материалов в виде порошка, в том числе одного или нескольких металлов)
    • обработка металлов на токарном станке.

               

              Для отделки металлов используется широкий спектр методов, включая шлифовку и полировку, абразивоструйную очистку и многие методы обработки поверхности и нанесения покрытий (гальванопокрытие, цинкование, термообработка, анодирование, порошковое покрытие и т. д.).

               

              Назад

              Среда, Март 16 2011 21: 21

              Литейные цеха

              Литье или литье металла включает заливку расплавленного металла в полость внутри жаропрочной формы, которая является внешней или отрицательной формой рисунка желаемого металлического объекта. Форма может содержать стержень для определения размеров любой внутренней полости в окончательной отливке. Литейные работы включают в себя:

              • изготовление выкройки желаемого изделия
              • изготовление формы и стержней и сборка формы
              • плавление и рафинирование металла
              • заливка металла в форму
              • охлаждение металлической отливки
              • удаление формы и стержня из металлической отливки
              • снятие лишнего металла с готовой отливки.

               

              Основные принципы литейной технологии мало изменились за тысячи лет. Однако процессы стали более механизированными и автоматизированными. Деревянные модели заменены металлом и пластиком, разработаны новые материалы для изготовления стержней и форм, используется широкий спектр сплавов. Наиболее известным литейным процессом является литье чугуна в песчаные формы.

              Железо, сталь, латунь и бронза являются традиционными литыми металлами. Крупнейший сектор литейной промышленности производит отливки из серого и высокопрочного чугуна. Литейные заводы по производству серого чугуна используют железо или чугун (новые слитки) для изготовления стандартных чугунных отливок. В литейных цехах по производству ковкого чугуна добавляют магний, церий или другие добавки (часто называемые ковшовые добавки) в ковши жидкого металла перед заливкой для изготовления отливок из шаровидного или ковкого чугуна. Различные добавки мало влияют на воздействие на рабочем месте. Сталь и ковкий чугун составляют баланс отрасли черной металлургии. Основными заказчиками крупнейших предприятий черной металлургии являются автомобильная, строительная и сельскохозяйственная отрасли. Занятость литейным производством чугуна снизилась, поскольку блоки двигателей стали меньше и их можно отливать в одну форму, а также по мере замены чугуна алюминием. На предприятиях цветного литья, особенно в алюминиевом и литье под давлением, большая занятость. Латунно-литейные заводы, как самостоятельные, так и производящие сантехнику, представляют собой сокращающийся сектор, который, тем не менее, остается важным с точки зрения гигиены труда. В последние годы в литейных изделиях используются титан, хром, никель и магний, а еще более токсичные металлы, такие как бериллий, кадмий и торий.

              Хотя можно предположить, что литейная промышленность начинается с переплавки твердого материала в виде металлических слитков или чушек, черная и сталелитейная промышленность в крупных подразделениях может быть настолько интегрирована, что разделение становится менее очевидным. Например, коммерческая доменная печь может превращать всю свою продукцию в чугун, а на комбинате некоторое количество железа может использоваться для производства отливок, таким образом участвуя в литейном процессе, а доменный чугун может приниматься расплавленным для превращения в чугун. в сталь, где может произойти то же самое. На самом деле существует отдельный сектор торговли сталью, известный по этой причине как литье в слитках. В обычном чугунолитейном производстве переплавка чугуна также является процессом рафинирования. В литейных цехах цветных металлов процесс плавки может потребовать добавления металлов и других веществ и, таким образом, представляет собой процесс легирования.

              В чугунолитейном секторе преобладают формы из кварцевого песка, скрепленного глиной. Сердечники, которые традиционно производились путем обжига кварцевого песка, связанного растительными маслами или натуральными сахарами, были существенно заменены. Современная технология литья разработала новые методы изготовления форм и стержней.

              В целом опасности для здоровья и безопасности литейных производств можно классифицировать по типу отливки металла, процессу формования, размеру отливки и степени механизации.

              Обзор процесса

              На основе чертежей конструктора строится выкройка, соответствующая внешней форме готовой металлической отливки. Таким же образом изготавливается стержневой ящик, из которого будут производиться подходящие стержни, определяющие внутреннюю конфигурацию конечного изделия. Литье в песчаные формы является наиболее широко используемым методом, но доступны и другие методы. К ним относятся: литье в постоянные формы с использованием литейных форм из железа или стали; литье под давлением, при котором расплавленный металл, часто легкий сплав, заливается в металлическую форму под давлением от 70 до 7,000 кгс/см.2; и литье по выплавляемым моделям, при котором каждая отливка, которую предстоит произвести, изготавливается из воска и покрывается огнеупором, который образует форму, в которую заливается металл. В процессе «потерянной пены» используются узоры пенополистирола в песке для изготовления алюминиевых отливок.

              Металлы или сплавы плавят и готовят в печах, которые могут быть ваграночными, вращающимися, отражательными, тигельными, электродуговыми, канальными или безтигельными индукционными (см. табл. 1). Выполняются соответствующие металлургические или химические анализы. Заливка расплавленного металла в собранную форму осуществляется либо через ковш, либо непосредственно из печи. После остывания металла форму и стержневой материал удаляют (выбивка, зачистка или выбивка), а отливку очищают и правят (удаление литника, дробеструйная или гидроструйная очистка и другие абразивные методы). Для некоторых отливок может потребоваться сварка, термообработка или покраска, прежде чем готовое изделие будет соответствовать спецификациям покупателя.

              Таблица 1. Типы литейных печей

              Печь

              Описание

              Вагранка

              Вагранка представляет собой высокую вертикальную печь, открытую вверху с откидными дверцами внизу. Он загружается сверху чередующимися слоями кокса, известняка и металла; расплавленный металл удаляется снизу. Особые опасности включают угарный газ и тепло.

              Электродуговая печь

              В печь загружают слитки, лом, легированные металлы и флюсы. Между тремя электродами и металлической шихтой возникает дуга, расплавляющая металл. Шлак с флюсами покрывает поверхность расплавленного металла для предотвращения окисления, рафинирования металла и защиты свода печи от перегрева. Когда все готово, электроды поднимают, а печь наклоняют, чтобы вылить расплавленный металл в приемный ковш. К особым опасностям относятся металлические пары и шум.

              Индукционная печь

              Индукционная печь плавит металл, пропуская сильный электрический ток через медные катушки снаружи печи, индуцируя электрический ток на внешнем краю металлической шихты, который нагревает металл из-за высокого электрического сопротивления металлической шихты. Плавление идет снаружи шихты внутрь. К особой опасности относятся пары металлов.

              Тигельная печь

              Тигель или емкость с металлической шихтой нагревают газовой или масляной горелкой. По готовности тигель вынимают из печи и наклоняют для заливки в формы. К особым опасностям относятся угарный газ, пары металлов, шум и высокая температура.

              Вращающаяся печь

              Длинная наклонно вращающаяся цилиндрическая печь, которая загружается сверху и топится снизу.

              Канальная печь

              Тип индукционной печи.

              Отражательная печь

              Эта горизонтальная печь состоит из камина на одном конце, отделенного от металлической шихты низкой перегородкой, называемой пожарным мостом, и дымовой трубы на другом конце. Металл защищен от контакта с твердым топливом. И камин, и металлическая засыпка накрыты арочной крышей. Пламя на своем пути от камина к штабелю отражается вниз или отражается от металла под ним, расплавляя его.

               

              Опасности, такие как опасность, возникающая из-за присутствия горячего металла, являются общими для большинства литейных производств, независимо от используемого конкретного процесса литья. Опасности также могут быть связаны с конкретным литейным процессом. Например, использование магния сопряжено с риском возгорания, которого нет в других отраслях металлургического литья. В этой статье особое внимание уделяется чугунолитейным производствам, которые содержат большинство типичных литейных опасностей.

              В механизированном или производственном литейном производстве используются те же основные методы, что и в обычном чугунолитейном. Когда формование производится, например, машинным способом, а отливки очищаются дробеструйной или гидроструйной очисткой, машина обычно имеет встроенные пылеулавливающие устройства, и опасность пыли снижается. Однако песок часто перемещается с места на место на открытом ленточном конвейере, а точки перегрузки и разливы песка могут быть источниками значительного количества переносимой по воздуху пыли; ввиду высокой производительности количество переносимой по воздуху пыли может быть даже выше, чем в обычном литейном производстве. Обзор данных по отбору проб воздуха в середине 1970-х годов показал более высокие уровни запыленности на крупных американских производственных литейных предприятиях, чем на небольших литейных предприятиях, отобранных в тот же период. Установка вытяжных колпаков над точками перегрузки на ленточных конвейерах в сочетании с тщательным ведением хозяйства должна стать обычной практикой. Транспортировка с помощью пневматических систем иногда экономически возможна и приводит к практически беспыльной транспортной системе.

              Чугунолитейные заводы

              Для простоты можно предположить, что литейный цех состоит из следующих шести секций:

              1. плавка и заливка металла
              2. создание шаблона
              3. молдинг
              4. изготовление стержней
              5. встряска / нокаут
              6. чистка литья.

               

              Во многих литейных цехах почти любой из этих процессов может выполняться одновременно или последовательно в одном и том же цехе.

              В типичном производственном литейном цехе чугун переходит от плавки к разливке, охлаждению, выбивке, очистке и отгрузке в виде готовой отливки. Песок проходит цикл от песчаной смеси, формования, встряхивания и обратно до смешивания песка. Песок добавляется в систему при изготовлении керна, которое начинается с нового песка.

              Плавление и заливка

              Чугунолитейная промышленность в значительной степени зависит от вагранки для плавки и рафинирования металла. Вагранка представляет собой высокую вертикальную печь, открытую вверху с дверцами на петлях внизу, облицованную огнеупором и загружаемую коксом, железным ломом и известняком. Воздух продувается через шихту через отверстия (фурмы) в днище; сжигание кокса нагревает, плавит и очищает железо. Шихтовые материалы подаются в верхнюю часть вагранки с помощью крана во время работы и должны храниться под рукой, обычно на складах или в бункерах во дворе, прилегающем к загрузочному оборудованию. Аккуратность и эффективный надзор за штабелями сырья необходимы для сведения к минимуму риска получения травм из-за соскальзывания тяжелых предметов. Краны с большими электромагнитами или тяжелыми грузами часто используются для уменьшения металлолома до приемлемых размеров для загрузки в вагранку и для заполнения самих загрузочных бункеров. Кабина крана должна быть хорошо защищена, а операторы должны быть обучены.

              Работники, работающие с сырьем, должны носить кожаную одежду и защитную обувь. Неосторожная загрузка может привести к переполнению бункера и опасной утечке. Если процесс загрузки оказывается слишком шумным, шум от ударов металла о металл можно уменьшить, установив резиновые шумопоглощающие вкладыши на скипы и бункеры для хранения. Платформа для зарядки обязательно находится выше уровня земли и может представлять опасность, если она не ровная и не имеет нескользкой поверхности и прочных поручней вокруг нее и любых отверстий в полу.

              Вагранки выделяют большое количество угарного газа, который может просачиваться через загрузочные дверцы и уноситься обратно локальными вихревыми токами. Угарный газ невидим, не имеет запаха и может быстро привести к токсичным уровням окружающей среды. Сотрудники, работающие на зарядной платформе или окружающих мостках, должны быть хорошо обучены распознавать симптомы отравления угарным газом. Необходим как непрерывный, так и точечный мониторинг уровней воздействия. Автономные дыхательные аппараты и реанимационное оборудование должны находиться в готовности, а операторы должны быть проинструктированы по их использованию. При проведении аварийных работ должна быть разработана и внедрена система мониторинга загрязняющих веществ на входе в замкнутое пространство. Все работы должны контролироваться.

              Купола обычно располагают парами или группами, так что пока один ремонтируется, другие работают. Срок использования должен основываться на опыте долговечности огнеупоров и инженерных рекомендациях. Должны быть заранее разработаны процедуры по выемке железа и отключению при появлении очагов перегрева или при выходе из строя системы водяного охлаждения. Ремонт вагранки обязательно предполагает присутствие работников внутри самой оболочки вагранки для ремонта или замены огнеупорной футеровки. Эти назначения следует рассматривать как вход в замкнутое пространство и принимать соответствующие меры предосторожности. Следует также принять меры предосторожности для предотвращения выброса материала через загрузочные дверцы в такое время. Для защиты рабочих от падающих предметов они должны носить защитные каски, а при работе на высоте – страховочные пояса.

              Рабочие, осуществляющие выпуск вагранки (перелив расплавленного металла из ваграночного колодца в раздаточный котел или ковш), должны соблюдать строгие меры индивидуальной защиты. Необходимы очки и защитная одежда. Защитные очки должны выдерживать как высокоскоростные удары, так и расплавленный металл. Необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы остатки расплавленного шлака (ненужные обломки, удаляемые из расплава с помощью добавок известняка) и металла не попали в контакт с водой, что может вызвать паровой взрыв. Сборщики и контролеры должны следить за тем, чтобы любой человек, не участвующий в работе вагранки, оставался за пределами опасной зоны, которая ограничивается радиусом около 4 м от горловины вагранки. Разграничение несанкционированной запретной зоны является обязательным требованием в соответствии с Правилами британских чугунолитейных заводов 1953 года.

              Когда работа вагранки подходит к концу, дно вагранки опускается для удаления нежелательного шлака и другого материала, оставшегося внутри корпуса, прежде чем сотрудники смогут выполнить плановое техническое обслуживание огнеупора. Сбрасывание днища вагранки является квалифицированной и опасной операцией, требующей квалифицированного надзора. Необходим огнеупорный пол или слой сухого песка, на который можно сбрасывать мусор. В случае возникновения проблемы, такой как заклинивание нижней дверцы вагранки, необходимо проявлять большую осторожность, чтобы избежать риска ожогов рабочих горячим металлом и шлаком.

              Видимый добела раскаленный металл представляет опасность для глаз рабочих из-за излучения инфракрасного и ультрафиолетового излучения, длительное воздействие которых может вызвать катаракту.

              Ковш должен быть высушен перед заливкой расплавленным металлом, чтобы не допустить паровых взрывов; должен быть установлен удовлетворительный период нагрева пламени.

              Работники металлургических и литейных участков литейного производства должны быть обеспечены касками, тонированными средствами защиты глаз и лица, алюминированной одеждой, такой как фартуки, гетры или гетры (голени и голени) и обувью. Использование защитного снаряжения должно быть обязательным, и должны быть проведены соответствующие инструкции по его использованию и обслуживанию. Высокие стандарты ведения хозяйства и исключение воды в максимально возможной степени необходимы во всех областях, где манипулируют расплавленным металлом.

              Там, где большие ковши сбрасываются с кранов или подвесных конвейеров, следует использовать устройства надежного управления ковшом, чтобы предотвратить рассыпание металла, если оператор отпускает его или ее захват. Крюки, удерживающие ковши с расплавленным металлом, должны периодически проверяться на усталость металла, чтобы предотвратить поломку.

              В производственных литейных цехах собранная форма перемещается по механическому конвейеру на вентилируемую разливочную станцию. Разливка может осуществляться из ковша с ручным управлением с механическим приводом, делительного ковша, управляемого из кабины, или может быть автоматической. Обычно разливочная станция снабжена компенсационным колпаком с прямой подачей воздуха. Залитая форма движется по конвейеру через вытяжной охлаждающий туннель до выбивки. В небольших литейных цехах формы могут быть отлиты на полу литейного цеха и сожжены там. В этой ситуации ковш должен быть оборудован передвижным вытяжным колпаком.

              Выпуск и транспортировка расплавленного железа, а также загрузка электропечей создают воздействие паров оксида железа и других оксидов металлов. Заливка в форму приводит к воспламенению и пиролизу органических материалов с образованием большого количества окиси углерода, дыма, канцерогенных полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ) и продуктов пиролиза из материалов сердцевины, которые могут быть канцерогенными, а также респираторными сенсибилизаторами. Формы, содержащие большие сердцевины холодильных боксов с полиуретановым покрытием, выделяют густой раздражающий дым, содержащий изоцианаты и амины. Основным средством контроля опасности выгорания формы является локальная вытяжная станция разливки и охлаждающий туннель.

              В литейных цехах с крышными вентиляторами для вытяжных операций разливки высокие концентрации металлических паров могут быть обнаружены в верхних областях, где расположены кабины кранов. Если в кабинах есть оператор, они должны быть закрытыми и снабжаться отфильтрованным кондиционированным воздухом.

              Создание шаблона

              Изготовление моделей — это высококвалифицированная работа по переводу двухмерных планов дизайна в трехмерный объект. Традиционные деревянные узоры изготавливаются в стандартных мастерских, в которых есть ручные инструменты и электрическое режущее и строгальное оборудование. В этом случае должны быть приняты все практически возможные меры для максимально возможного снижения шума, а также должны быть предусмотрены подходящие средства защиты органов слуха. Важно, чтобы сотрудники знали о преимуществах использования такой защиты.

              Станки для резки и отделки древесины с механическим приводом являются очевидными источниками опасности, и часто невозможно установить подходящие защитные приспособления, не препятствуя работе станка. Работники должны хорошо разбираться в нормальных рабочих процедурах, а также должны быть проинструктированы об опасностях, связанных с работой.

              Распиловка древесины может привести к воздействию пыли. Должны быть установлены эффективные системы вентиляции для удаления древесной пыли из атмосферы модельного цеха. В некоторых отраслях, использующих твердую древесину, наблюдался рак носа. Это не было изучено в учредительной промышленности.

              Литье в постоянные металлические формы, как и литье под давлением, стало важным достижением в литейной промышленности. В этом случае изготовление моделей в значительной степени заменяется инженерными методами и фактически представляет собой операцию по изготовлению штампов. Большинство опасностей при изготовлении моделей и риски, связанные с песком, устранены, но заменены риском, связанным с использованием какого-либо огнеупорного материала для покрытия штампа или формы. В современных литейных работах все чаще используются песчаные стержни, и в этом случае опасность пыли, связанная с литейным производством, все еще присутствует.

              Формовочные

              В наиболее распространенном процессе формования в чугунолитейной промышленности используется традиционная форма «зеленый песок», изготовленная из кварцевого песка, угольной пыли, глины и органических связующих. Другие методы изготовления форм заимствованы из стержневого производства: термореактивные, холодные самотвердеющие и газовые. Эти методы и связанные с ними опасности будут обсуждаться в разделе изготовления стержней. Также могут использоваться постоянные формы или процесс литья по выплавляемым моделям, особенно в алюминиевой литейной промышленности.

              В производственных литейных цехах смешивание песка, формование, сборка форм, заливка и выбивка интегрированы и механизированы. Песок из вытряхивания возвращается обратно в операцию смешивания песка, где добавляются вода и другие добавки, а песок смешивается в мельницах для поддержания желаемых физических свойств.

              Для удобства сборки выкройки (и их формы) состоят из двух частей. При ручном изготовлении формы заключают в металлические или деревянные рамы, называемые колбы. Нижняя половина выкройки помещается в нижнюю колбу (т. дорогой), а вокруг узора насыпается сначала мелкий, а затем тяжелый песок. Песок уплотняется в пресс-форме с помощью толчкового сжатия, пескоразбрасывателя или прессования. Верхняя колба (т. справляться) готовится аналогично. Деревянные распорки помещаются в выступ, чтобы сформировать литниковые и стоячие каналы, по которым расплавленный металл стекает в полость формы. Шаблоны удаляются, вставляется сердцевина, а затем две половины формы собираются и скрепляются вместе, готовые к заливке. В производственных литейных цехах опоки и опоки изготавливают на механическом конвейере, стержни помещают в опоки опоки, а форму собирают механическим способом.

              Кремнеземная пыль представляет собой потенциальную проблему при работе с песком. Формовочный песок обычно либо влажный, либо смешанный с жидкой смолой, и поэтому он с меньшей вероятностью будет значительным источником вдыхаемой пыли. Иногда добавляют разделительный агент, такой как тальк, чтобы облегчить удаление модели из формы. Вдыхаемый тальк вызывает талькоз, разновидность пневмокониоза. Разделительные агенты более распространены там, где используется ручное формование; в более крупных, более автоматических процессах их редко можно увидеть. Химические вещества иногда распыляют на поверхность формы, суспендируют или растворяют в изопропиловом спирте, который затем выжигают, оставляя соединение, обычно типа графита, покрывающее форму, чтобы получить отливку с более тонкой обработкой поверхности. Это влечет за собой непосредственную пожароопасность, и все сотрудники, участвующие в нанесении этих покрытий, должны быть обеспечены огнезащитной защитной одеждой и средствами защиты рук, так как органические растворители также могут вызывать дерматиты. Покрытия следует наносить в проветриваемой камере, чтобы исключить попадание органических паров на рабочее место. Также следует соблюдать строгие меры предосторожности, чтобы обеспечить безопасное хранение и использование изопропилового спирта. Его следует переместить в небольшой сосуд для немедленного использования, а большие сосуды для хранения следует держать подальше от процесса сжигания.

              Изготовление пресс-форм вручную может включать в себя манипулирование большими и громоздкими объектами. Сами формы тяжелые, как и опоки или опоки. Их часто поднимают, перемещают и укладывают вручную. Травмы спины распространены, и необходимы силовые вспомогательные средства, чтобы сотрудникам не приходилось поднимать слишком тяжелые предметы, чтобы их можно было безопасно переносить.

              Доступны стандартизированные конструкции корпусов смесителей, конвейеров, станций розлива и встряхивания с соответствующими объемами выхлопа и скоростями захвата и транспортировки. Соблюдение таких конструкций и строгое профилактическое техническое обслуживание систем управления позволит достичь соответствия международно признанным ограничениям воздействия пыли.

              Изготовление стержней

              Стержни, вставленные в форму, определяют внутреннюю конфигурацию полой отливки, такой как водяная рубашка блока цилиндров. Сердечник должен выдерживать процесс литья, но в то же время не должен быть настолько прочным, чтобы сопротивляться извлечению из отливки на стадии выбивки.

              До 1960-х годов стержневые смеси включали песок и вяжущие вещества, такие как льняное масло, патока или декстрин (нефтеносный песок). Песок укладывался в стержневой ящик с полостью в форме керна, а затем сушился в печи. В стержневых печах выделяются вредные продукты пиролиза, и для них требуется подходящая, хорошо обслуживаемая система дымохода. Обычно конвекционных потоков внутри печи достаточно для обеспечения удовлетворительного удаления паров с рабочего места, хотя они вносят огромный вклад в загрязнение воздуха. опасность незначительна; в некоторых случаях, однако, небольшие количества акролеина в дымах могут быть значительными неприятностями. Стержни могут быть обработаны «факельным покрытием» для улучшения качества поверхности отливки, что требует тех же мер предосторожности, что и в случае литейных форм.

              Горячее формование или формование оболочков и изготовление стержней - это процессы термоусадки, используемые в чугунолитейных производствах. Новый песок можно смешивать со смолой в литейном цехе, или песок, покрытый смолой, можно отправлять в мешках для добавления в стержневую машину. Смола-песок впрыскивается в металлическую модель (стержневой ящик). Затем выкройка нагревается прямым пламенем природного газа в горячем ящике или другими способами для стержней оболочки и формовки. В горячих ящиках обычно используется фурфуриловый спирт (фуран), мочевино- или фенолформальдегидная термореактивная смола. При формовании оболочек используется мочевино- или фенолформальдегидная смола. После короткого времени отверждения сердцевина значительно затвердевает, и ее можно вытолкнуть из шаблонной пластины с помощью выталкивающих штифтов. Изготовление горячих камер и корпусных стержней приводит к значительному воздействию формальдегида, который, вероятно, является канцерогеном, и других загрязняющих веществ, в зависимости от системы. Меры контроля формальдегида включают прямую подачу воздуха на рабочее место оператора, локальную вытяжку в стержневом ящике, ограждение и локальную вытяжку на станции хранения стержней, а также смолы с низким уровнем выбросов формальдегида. Удовлетворительного контроля добиться трудно. За стержневыми рабочими должно быть обеспечено медицинское наблюдение за респираторными заболеваниями. Следует избегать контакта феноло- или мочевиноформальдегидной смолы с кожей или глазами, поскольку эти смолы являются раздражителями или сенсибилизаторами и могут вызывать дерматит. Избежать проблемы поможет обильное промывание водой.

              Используемые в настоящее время системы холодного отверждения (без обжига) включают: катализируемые кислотой мочевино- и фенолформальдегидные смолы с фурфуриловым спиртом и без него; алкидные и фенольные изоцианаты; Фаскольд; самозатвердевающие силикаты; Иносет; цементный песок и жидкий или литейный песок. Отвердители холодного отверждения не требуют внешнего нагрева для затвердевания. Изоцианаты, используемые в связующих, обычно основаны на метилендифенилизоцианате (МДИ), который при вдыхании может действовать как респираторный раздражитель или сенсибилизатор, вызывая астму. Рекомендуется использовать перчатки и защитные очки при обращении или использовании этих соединений. Сами изоцианаты следует тщательно хранить в герметичных контейнерах в сухих условиях при температуре от 10 до 30°С. Пустые емкости для хранения должны быть заполнены и выдержаны в течение 24 часов 5%-ным раствором карбоната натрия, чтобы нейтрализовать любые остаточные химические вещества, оставшиеся в бочке. К процессам формования смолы следует строго применять самые общие принципы ведения хозяйства, но при обращении с катализаторами, используемыми в качестве отвердителей, следует проявлять наибольшую осторожность. Катализаторами фенольных и масляных изоцианатных смол обычно служат ароматические амины на основе пиридиновых соединений, представляющие собой жидкости с резким запахом. Они могут вызывать сильное раздражение кожи и поражение почек и печени, а также влиять на центральную нервную систему. Эти компаунды поставляются либо в виде отдельных добавок (трехкомпонентное связующее), либо в готовом виде смешаны с масляными материалами, а LEV должен быть обеспечен на стадиях смешивания, формования, отливки и выбивки. Для некоторых других процессов без обжига в качестве катализаторов используются фосфорные или различные сульфокислоты, которые также токсичны; должны быть надлежащим образом защищены от несчастных случаев во время транспортировки или использования.

              Изготовление стержней с газовой закалкой включает двуокись углерода ( CO2)-силикатный и изокурный (или «ашлендский») процессы. Множество вариаций СО2-силикатный процесс разрабатывался с 1950-х годов. Этот процесс обычно используется для производства средних и больших форм и стержней. Основной песок представляет собой смесь силиката натрия и кварцевого песка, обычно модифицированную путем добавления таких веществ, как патока, в качестве агентов разложения. После заполнения стержневого ящика стержень отверждается путем пропускания углекислого газа через стержневую смесь. Это образует карбонат натрия и силикагель, который действует как связующее.

              Силикат натрия является щелочным веществом и может нанести вред при попадании на кожу или в глаза или при попадании внутрь. Рекомендуется предусмотреть аварийный душ рядом с местами, где обрабатываются большие количества силиката натрия, и всегда следует носить перчатки. Легкодоступный фонтанчик для промывания глаз должен быть расположен в любом литейном цехе, где используется силикат натрия. Сотрудничество2 может поставляться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Там, где он поставляется в баллонах или резервуарах под давлением, следует принимать множество мер предосторожности, таких как хранение баллонов, техническое обслуживание клапанов, обращение и так далее. Существует также риск от самого газа, поскольку он может снизить концентрацию кислорода в воздухе в закрытых помещениях.

              Процесс Isocure используется для стержней и форм. Это газоотверждаемая система, в которой смола, часто фенолформальдегидная, смешивается с диизоцианатом (например, MDI) и песком. Его вводят в стержневой ящик, а затем газируют амином, обычно триэтиламином или диметилэтиламином, чтобы вызвать реакцию сшивания и затвердевания. Амины, часто продаваемые в бочках, представляют собой легколетучие жидкости с сильным запахом аммиака. Существует вполне реальный риск возгорания или взрыва, и следует соблюдать крайнюю осторожность, особенно при хранении материала навалом. Характерным эффектом этих аминов является появление гало в глазах и отек роговицы, хотя они также влияют на центральную нервную систему, где они могут вызывать судороги, паралич и, иногда, смерть. При попадании некоторого количества амина в глаза или на кожу меры первой помощи должны включать промывание большим количеством воды в течение не менее 15 минут и немедленную медицинскую помощь. В процессе Isocure амин подается в виде пара в азотном носителе, при этом избыток амина продувается через кислотную колонну. Утечка из стержневого ящика является основной причиной сильного воздействия, хотя выделение амина из изготовленных сердечников также является значительным. При обращении с этим материалом всегда следует проявлять большую осторожность, и следует установить подходящее вытяжное вентиляционное оборудование для удаления паров из рабочих зон.

              Встряска, извлечение отливки и выбивание керна

              После того, как расплавленный металл остынет, черновую отливку необходимо извлечь из формы. Это шумный процесс, обычно подвергающий операторов воздействию значительно выше 90 дБА в течение 8-часового рабочего дня. Если практически невозможно снизить выходной шум, следует предусмотреть средства защиты органов слуха. Основная масса формы отделяется от отливки обычно при сотрясении. Часто формовочная коробка, форма и отливка сбрасываются на вибрирующую решетку для удаления песка (вытряхивание). Затем песок падает через решетку в бункер или на конвейер, где он может подвергаться магнитным сепараторам и перерабатываться для измельчения, обработки и повторного использования или просто сбрасываться. Иногда вместо сетки можно использовать гидроструйную обработку, создавая меньше пыли. Здесь извлекается керн, также иногда с использованием струй воды под высоким давлением.

              Затем отливку удаляют и переносят на следующий этап операции выбивания. Часто небольшие отливки можно удалить из опоки с помощью процесса «пробивания» перед вытряхиванием, при котором образуется меньше пыли. Песок создает опасные уровни кварцевой пыли, потому что он контактировал с расплавленным металлом и поэтому очень сухой. Металл и песок остаются очень горячими. Нужна защита глаз. Поверхности для ходьбы и рабочие поверхности должны быть очищены от мусора, о который можно споткнуться, и от пыли, которая может повторно взвеситься и создать опасность при вдыхании.

              Относительно мало исследований было проведено, чтобы определить, какое влияние новые связующие для сердечника оказывают на здоровье, в частности, оператора, выполняющего декорирование сердечника. Фураны, фурфуриловый спирт и фосфорная кислота, мочевино- и фенолформальдегидные смолы, силикат натрия и двуокись углерода, антиокислители, модифицированное льняное масло и МДИ подвергаются термическому разложению в той или иной степени при воздействии температур расплавленных металлов.

              Исследований влияния частиц кремнезема, покрытых смолой, на развитие пневмокониозов еще не проводилось. Неизвестно, будут ли эти покрытия оказывать ингибирующее или ускоряющее действие на поражения легочной ткани. Есть опасения, что продукты реакции фосфорной кислоты могут высвободить фосфин. Эксперименты на животных и некоторые избранные исследования показали, что воздействие кремнеземной пыли на легочную ткань значительно усиливается при обработке кремнезема минеральной кислотой. Мочевино- и фенолформальдегидные смолы могут выделять свободные фенолы, альдегиды и монооксид углерода. Сахара, добавленные для повышения разрушаемости, производят значительное количество монооксида углерода. Без выпечки выделяются изоцианаты (например, MDI) и окись углерода.

              Зачистка (очистка)

              Очистка отливки, или футеровка, выполняется после выбивки и выбивки стержня. Различные задействованные процессы обозначаются по-разному в разных местах, но в целом их можно классифицировать следующим образом:

              • Одевание охватывает зачистку, черновую обработку или удаление навоза, удаление прилипшего формовочного песка, стержневого песка, желобов, стояков, заусенцев и других легко удаляемых материалов с помощью ручных инструментов или портативных пневматических инструментов.
              • Окучивание охватывает удаление пригоревшего формовочного песка, шероховатых кромок, излишков металла, таких как вздутия, обрубки ворот, корки или другие нежелательные дефекты, а также ручную очистку отливки с использованием ручных зубил, пневматических инструментов и проволочных щеток. Для прожига коллекторов, ремонта отливок, резки и промывки могут применяться такие методы сварки, как кислородно-ацетиленовая резка, электродуговая, дугово-воздушная, порошковая промывка и плазменная горелка.

               

              Удаление литника является первой операцией по правке. Целая половина металла, отлитого в форму, не является частью конечной отливки. Форма должна включать резервуары, полости, питатели и литник, чтобы ее можно было заполнить металлом для завершения отливки. Литник обычно можно удалить на этапе выбивки, но иногда это необходимо проводить как отдельный этап операции футеровки или правки. Удаление литника производится вручную, обычно путем постукивания по отливке молотком. Для снижения шума металлические молоты можно заменить на обрезиненные, а конвейеры футеровать той же шумопоглощающей резиной. Осколки горячего металла отбрасываются и представляют опасность для глаз. Необходимо использовать защиту для глаз. Отсоединенные литники, как правило, следует возвращать в зону загрузки плавильного цеха, и нельзя допускать их скопления в литейной секции литейного цеха. После удаления литников (но иногда и раньше) большинство отливок подвергают дробеструйной очистке или барабанной обработке для удаления материалов формы и, возможно, для улучшения качества поверхности. Кувыркающиеся бочки создают высокий уровень шума. Могут потребоваться корпуса, для которых также может потребоваться LEV.

              Способы правки в сталеплавильном, чугунном и цветном литье очень схожи, но существуют особые трудности при правке и футеровке стальных отливок из-за большего количества пригоревшего наплавленного песка по сравнению с отливками из чугуна и цветных металлов. Плавленый песок на крупных стальных отливках может содержать кристобалит, который более токсичен, чем кварц, содержащийся в первичном песке.

              Безвоздушная дробеструйная очистка или галтовка отливок перед дроблением и шлифовкой необходимы для предотвращения чрезмерного воздействия кремнеземной пыли. Отливка должна быть очищена от видимой пыли, хотя при шлифовке все же может возникнуть опасность кремнезема, если кремнезем пригорает к внешне чистой металлической поверхности отливки. Дробь приводится в движение центробежным способом при разливке, и оператор внутри установки не требуется. Дробеструйная камера должна быть высушена, чтобы не было видимых выбросов пыли. Проблема пыли возникает только в случае поломки или износа камеры дробеструйной очистки и/или вентилятора и коллектора.

              Для удаления налипшего песка можно использовать воду или воду с песком или дробеструйную очистку под давлением, подвергая отливку потоку воды, железной или стальной дроби под высоким давлением. Пескоструйная обработка запрещена в некоторых странах (например, в Соединенном Королевстве) из-за риска развития силикоза, поскольку частицы песка становятся все мельче и мельче, и, таким образом, вдыхаемая фракция постоянно увеличивается. Вода или дробь выбрасываются через ружье и могут представлять опасность для персонала при неправильном обращении. Взрывные работы всегда следует проводить в изолированном закрытом помещении. Все пескоструйные ограждения следует регулярно осматривать, чтобы убедиться в том, что система пылеудаления работает и что нет утечек, через которые дробь или вода могут попасть в литейный цех. Шлемы бластеров должны быть одобрены и тщательно поддерживаться. На двери стенда желательно вывесить табличку, предупреждающую сотрудников о том, что ведутся взрывные работы и вход посторонним запрещен. При определенных обстоятельствах к дверям могут быть прикреплены засовы задержки, связанные с двигателем взрывного привода, что делает невозможным открытие дверей, пока взрывные работы не прекратятся.

              Для сглаживания грубой отливки используются различные шлифовальные инструменты. Абразивные круги могут устанавливаться на напольные или стационарные станки, а также на переносные или поворотные шлифовальные станки. Измельчители на пьедестале используются для небольших отливок, с которыми легко обращаться; передвижные шлифовальные машины, круги поверхностные дисковые, чашечные и конические круги используются для ряда целей, в том числе для выравнивания внутренних поверхностей отливок; шлифовальные станки с поворотной рамой используются в основном для больших отливок, которые требуют большого съема металла.

              Другие литейные заводы

              Стальное литье

              Производство в сталелитейном цехе (в отличие от основного сталелитейного завода) аналогично производству в чугунолитейном; однако температура металла намного выше. Это означает, что необходима защита глаз с помощью цветных линз и что кремнезем в форме превращается при нагревании в тридимит или кристобалит, две формы кристаллического кремнезема, которые особенно опасны для легких. Песок часто пригорает к отливке, и его приходится удалять механическими средствами, которые вызывают образование опасной пыли; следовательно, необходимы эффективные системы удаления пыли и средства защиты органов дыхания.

              Легкосплавное литье

              В легкосплавном литье используются в основном алюминиевые и магниевые сплавы. Они часто содержат небольшое количество металлов, которые при определенных обстоятельствах могут выделять токсичные пары. Пары должны быть проанализированы для определения их компонентов, если сплав может содержать такие компоненты.

              В алюминиевых и магниевых литейных цехах плавка обычно производится в тигельных печах. Для отвода дыма желательно иметь вытяжные отверстия в верхней части горшка. В мазутных печах неполное сгорание из-за неисправных горелок может привести к выбросу в воздух таких продуктов, как угарный газ. Дымы печи могут содержать сложные углеводороды, некоторые из которых могут быть канцерогенными. При очистке печей и дымоходов существует опасность попадания пятиокиси ванадия, сконцентрированной в печной саже от нефтяных отложений.

              Плавиковый шпат обычно используется в качестве флюса при плавке алюминия, и значительное количество фторидной пыли может выбрасываться в окружающую среду. В некоторых случаях хлорид бария использовался в качестве флюса для магниевых сплавов; это очень токсичное вещество, и поэтому при его использовании требуется значительная осторожность. Легкие сплавы иногда можно дегазировать, пропуская диоксид серы или хлор (или патентованные соединения, которые разлагаются с образованием хлора) через расплавленный металл; Для этой операции требуется вытяжная вентиляция и средства защиты органов дыхания. Чтобы уменьшить скорость охлаждения горячего металла в кристаллизаторе, на стояк кристаллизатора помещают смесь веществ (обычно алюминия и оксида железа), которые реагируют сильно экзотермически. Эта «термитная» смесь выделяет густой дым, который на практике оказался безвредным. Когда пары коричневого цвета, можно вызвать тревогу из-за подозрения на наличие оксидов азота; однако это подозрение необоснованно. Мелкодисперсный алюминий, образующийся при обогащении алюминиевых и магниевых отливок, представляет большую пожароопасность, и для пылеулавливания следует применять мокрые методы.

              Литье магния сопряжено со значительной потенциальной пожаро- и взрывоопасностью. Расплавленный магний загорится, если между ним и атмосферой не будет поддерживаться защитный барьер; для этой цели широко используется расплавленная сера. У литейщиков, наносящих порошок серы в плавильный котел вручную, может развиться дерматит, и они должны быть обеспечены перчатками из огнеупорной ткани. Сера при контакте с металлом постоянно горит, поэтому выделяется значительное количество диоксида серы. Должна быть установлена ​​вытяжная вентиляция. Рабочие должны быть проинформированы об опасности возгорания котелка или ковша с расплавленным магнием, что может привести к образованию густого облака мелкодисперсного оксида магния. Все рабочие магниевого литейного производства должны носить защитную одежду из огнеупорных материалов. Одежду, покрытую магниевой пылью, нельзя хранить в шкафчиках без контроля влажности, так как может произойти самовозгорание. Магниевая пыль должна быть удалена с одежды. Французский мел широко используется для обработки форм на магниевых литейных заводах; пыль следует контролировать, чтобы предотвратить талькоз. При контроле легкосплавных отливок на наличие трещин применяют проникающие масла и присыпки.

              Красители были введены для повышения эффективности этих методов. Было обнаружено, что некоторые красные красители впитываются и выделяются с потом, что приводит к загрязнению личной одежды; хотя это состояние является неприятным, никакого воздействия на здоровье не наблюдалось.

              Латунные и бронзовые литейные заводы

              Токсичные пары металлов и пыль от типичных сплавов представляют особую опасность в литейных цехах по производству латуни и бронзы. Воздействие свинца выше безопасных пределов как при плавке, разливке, так и при чистовой обработке является обычным явлением, особенно в сплавах с высоким содержанием свинца. Опасность свинца при очистке печей и удалении шлака особенно велика. Чрезмерное воздействие свинца часто происходит при плавке и разливке, а также может происходить при измельчении. Пары цинка и меди (составляющие бронзы) являются наиболее распространенными причинами лихорадки металлического дыма, хотя это состояние также наблюдалось у литейщиков, использующих магний, алюминий, сурьму и т. д. Некоторые высокопрочные сплавы содержат кадмий, который может вызвать химическую пневмонию при остром воздействии, повреждение почек и рак легких при хроническом воздействии.

              Процесс постоянной пресс-формы

              Литье в постоянные металлические формы, как и литье под давлением, стало важным развитием литейного производства. В этом случае изготовление шаблонов в значительной степени заменяется инженерными методами и фактически представляет собой операцию штамповки. Таким образом устраняется большая часть опасностей, связанных с созданием модели, и риски, связанные с песком, также устраняются, но заменяются степенью риска, связанной с использованием какого-либо огнеупорного материала для покрытия штампа или формы. В современных литейных работах все чаще используются песчаные стержни, и в этом случае опасность пыли, связанная с литейным производством, все еще присутствует.

              Умрите литье

              Алюминий является распространенным металлом в литье под давлением. Автомобильная фурнитура, такая как хромированная отделка, обычно отливается из цинка под давлением с последующим покрытием медью, никелем и хромированием. Следует постоянно контролировать опасность лихорадки металлического дыма от паров цинка, равно как и туман хромовой кислоты.

              Машины для литья под давлением представляют все опасности, характерные для гидравлических прессов. Кроме того, рабочий может подвергаться воздействию паров масел, используемых в качестве смазочных материалов, и должен быть защищен от вдыхания этих паров и опасности пропитанной маслом одежды. Огнестойкие гидравлические жидкости, используемые в прессах, могут содержать токсичные фосфорорганические соединения, поэтому при проведении работ по техническому обслуживанию гидравлических систем следует соблюдать особую осторожность.

              Точное литье

              Прецизионные литейные заводы полагаются на процесс литья по выплавляемым моделям или по выплавляемым моделям, при котором модели изготавливаются путем литья воска под давлением в форму; эти модели покрывают мелкодисперсным огнеупорным порошком, который служит облицовочным материалом для формы, а затем воск выплавляют перед литьем или путем введения самого литейного металла.

              Удаление парафина представляет определенную опасность возгорания, а при разложении парафина образуется акролеин и другие опасные продукты разложения. Печи для обжига воска должны иметь достаточную вентиляцию. Трихлорэтилен использовался для удаления последних следов воска; этот растворитель может скапливаться в карманах формы или поглощаться огнеупорным материалом и испаряться или разлагаться во время заливки. Включение асбестовых огнеупорных материалов для литья по выплавляемым моделям должно быть исключено из-за опасности асбеста.

              Проблемы со здоровьем и модели заболеваний

              Литейные производства выделяются среди промышленных процессов из-за более высокого уровня смертности в результате разливов и взрывов расплавленного металла, обслуживания вагранки, включая опасность падения дна и опасности угарного газа во время замены футеровки. Литейные заводы сообщают о более высокой частоте инородных тел, ушибов и ожогов, а также о более низкой доле скелетно-мышечных травм по сравнению с другими предприятиями. Они также имеют самые высокие уровни шумового воздействия.

              Изучение нескольких десятков смертельных травм в литейных цехах выявило следующие причины: защемление между вагонетками формовочных конвейеров и строительными конструкциями при техническом обслуживании и устранении неисправностей, защемление при очистке мульчеров, которые приводились в действие дистанционно, ожоги расплавленным металлом после отказа крана, растрескивание литейной формы, перелив перелива. ковша, выброс пара в неосушенном ковше, падения с кранов и рабочих площадок, поражение электрическим током от сварочного оборудования, раздавливание от погрузочно-разгрузочных машин, ожоги от падения дна вагранки, высококислородная атмосфера при ремонте вагранки и переоблучение угарным газом при ремонте вагранки.

              Абразивные круги

              Разрыв или поломка абразивных кругов может привести к летальному исходу или очень серьезным травмам: зазоры между кругом и опорой на шлифовальном станке могут защемить и раздавить руку или предплечье. Незащищенные глаза подвержены риску на всех этапах. Поскальзывания и падения, особенно при переноске тяжелых грузов, могут быть вызваны плохим уходом или загроможденным полом. Травмы ног могут быть вызваны падением предметов или груза. Перенапряжение при подъеме и переноске может привести к растяжениям и деформациям. Плохо обслуживаемые подъемные устройства могут выйти из строя и привести к падению материалов на рабочих. Поражение электрическим током может произойти из-за плохо обслуживаемого или незаземленного электрооборудования, особенно переносных инструментов.

              Все опасные части машин, особенно абразивные круги, должны иметь соответствующие ограждения с автоматической блокировкой, если ограждение снимается во время обработки. Опасные зазоры между кругом и остовом у стационарных шлифовальных станков должны быть устранены, а самое пристальное внимание должно быть уделено всем мерам предосторожности при уходе и обслуживании абразивных кругов и регулировании их скорости (особая осторожность требуется при переносных кругах). Должны быть обеспечены строгое техническое обслуживание всего электрооборудования и надлежащие меры заземления. Рабочие должны быть проинструктированы о правильной технике подъема и переноски и должны знать, как крепить грузы к крюкам крана и другим грузоподъемным устройствам. Также должны быть обеспечены подходящие средства индивидуальной защиты, такие как щитки для глаз и лица, а также защита для ног и ног. Должна быть обеспечена немедленная первая помощь даже при незначительных травмах и квалифицированная медицинская помощь в случае необходимости.

              Пыли

              Среди литейщиков широко распространены пылевые болезни. Воздействие диоксида кремния часто близко или превышает предписанные пределы воздействия, даже при хорошо контролируемых операциях очистки в современных производственных литейных цехах и в тех случаях, когда отливки не содержат видимой пыли. Воздействие, многократно превышающее предел, происходит там, где отливки запылены или шкафы протекают. Переоблучение вероятно там, где видимая пыль выходит наружу при выбивке, подготовке песка или ремонте огнеупоров.

              Силикоз является преобладающей опасностью для здоровья в цехе по зачистке стали; смешанный пневмокониоз чаще встречается при железной футеровке (Landrigan et al., 1986). В литейном производстве распространенность увеличивается с продолжительностью воздействия и более высоким уровнем запыленности. Есть некоторые свидетельства того, что условия на сталелитейных заводах с большей вероятностью вызывают силикоз, чем на чугунолитейных, из-за более высоких уровней содержания свободного кремнезема. Попытки установить уровень воздействия, при котором силикоз не возникает, оказались безрезультатными; порог, вероятно, составляет менее 100 мкг/м3 и, возможно, всего лишь половину этой суммы.

              В большинстве стран частота новых случаев силикоза снижается, отчасти из-за изменений в технологии, отказа от кварцевого песка в литейном производстве и перехода от силикатного кирпича к основной футеровке печей при выплавке стали. Основная причина заключается в том, что автоматизация привела к сокращению числа рабочих на сталелитейном и литейном производствах. Однако воздействие респирабельной пыли кремнезема остается неизменно высоким на многих литейных предприятиях, а в странах, где процессы являются трудоемкими, силикоз остается серьезной проблемой.

              Силикотуберкулез уже давно наблюдается у литейщиков. В тех случаях, когда распространенность силикоза снизилась, параллельно сократилось число зарегистрированных случаев туберкулеза, хотя это заболевание не было полностью искоренено. В странах, где уровни запыленности остаются высокими, пыльные процессы трудоемки, а распространенность туберкулеза среди населения повышена, туберкулез остается важной причиной смерти среди литейщиков.

              Многие рабочие, страдающие пневмокониозом, страдают также хроническим бронхитом, часто связанным с эмфиземой; многие исследователи уже давно считали, что, по крайней мере, в некоторых случаях, профессиональные воздействия могли играть определенную роль. Рак легких, крупозная пневмония, бронхопневмония и тромбоз коронарных артерий также связаны с пневмокониозом у литейщиков.

              Недавний обзор исследований смертности литейщиков, в том числе американской автомобильной промышленности, показал увеличение смертности от рака легких в 14 из 15 исследований. Поскольку высокие показатели заболеваемости раком легких обнаруживаются среди работников уборных, где основной опасностью является кремнезем, вполне вероятно, что также обнаруживаются смешанные воздействия.

              Исследования канцерогенов в литейной среде были сосредоточены на полициклических ароматических углеводородах, образующихся при термическом разложении песчаных добавок и связующих. Было высказано предположение, что металлы, такие как хром и никель, и пыль, такая как кремнезем и асбест, также могут быть причиной некоторой избыточной смертности. Различия в химическом составе литья и изготовления стержней, типе песка и составе сплавов железа и стали могут быть причиной различных уровней риска на разных литейных производствах (IARC 1984).

              Повышенная смертность от незлокачественных респираторных заболеваний была обнаружена в 8 из 11 исследований. Также были зарегистрированы случаи смерти от силикоза. Клинические исследования выявили рентгенологические изменения, характерные для пневмокониозов, нарушения функции легких, характерные для обструкции, усиление респираторной симптоматики у рабочих современных литейных цехов «чистого» производства. Они возникли в результате воздействия после 960-х годов и убедительно свидетельствуют о том, что риски для здоровья, распространенные на старых литейных заводах, еще не устранены.

              Профилактика заболеваний легких в основном заключается в борьбе с пылью и дымом; общеприменимым решением является обеспечение хорошей общей вентиляции в сочетании с эффективным LEV. Для некоторых операций лучше всего подходят малообъемные высокоскоростные системы, особенно переносные шлифовальные круги и пневматические инструменты.

              Ручные или пневматические долота, используемые для удаления пригоревшего песка, производят много мелкодисперсной пыли. Стряхивание излишков материала с помощью вращающихся проволочных щеток или ручных щеток также приводит к образованию большого количества пыли; ЛЕВ требуется.

              Меры по борьбе с пылью легко адаптируются к напольным и поворотным шлифовальным машинам. Переносное шлифование мелких отливок может производиться на вытяжных вентилируемых столах, либо вентиляция может применяться к самим инструментам. Чистку также можно проводить на вентилируемом столе. Борьба с пылью на больших отливках представляет собой проблему, но значительный прогресс был достигнут в системах малообъемной и высокоскоростной вентиляции. Инструктаж и обучение их использованию необходимы для преодоления возражений рабочих, которые находят эти системы громоздкими и жалуются, что их обзор рабочей зоны ухудшается.

              Обработку и зачистку очень больших отливок, где местная вентиляция практически невозможна, следует производить в отдельном, изолированном помещении и в то время, когда присутствует небольшое количество других рабочих. Подходящие средства индивидуальной защиты, которые регулярно чистятся и ремонтируются, должны быть предоставлены каждому работнику вместе с инструкциями по их надлежащему использованию.

              С 1950-х годов в литейные цеха внедряются различные системы синтетических смол для связывания песка в стержнях и формах. Они обычно включают основной материал и катализатор или отвердитель, который запускает полимеризацию. Многие из этих реактивных химических веществ являются сенсибилизаторами (например, изоцианаты, фурфуриловый спирт, амины и формальдегид) и в настоящее время вызывают случаи профессиональной астмы у литейщиков. В одном исследовании у 12 из 78 литейщиков, подвергшихся воздействию смол Pepset (холодные ящики), были симптомы астмы, и у шести из них наблюдалось заметное снижение скорости воздушного потока в пробном тесте с использованием метилдиизоцианата (Johnson et al., 1985). ).

              сварка

              Сварка в зачистных цехах подвергает рабочих воздействию паров металлов с последующей опасностью токсичности и металлической лихорадки, в зависимости от состава используемых металлов. Сварка чугуна требует использования никелевого стержня и создает воздействие паров никеля. Плазменная горелка производит значительное количество паров металлов, озона, оксида азота и ультрафиолетового излучения, а также создает высокий уровень шума.

              Для сварки небольших отливок может быть предусмотрен вытяжной вентилируемый стол. Трудно контролировать воздействие во время сварки или обжига крупных отливок. Успешный подход включает создание центральной станции для этих операций и обеспечение LEV через гибкий воздуховод, расположенный в точке сварки. Это требует обучения рабочего перемещению воздуховода из одного места в другое. Хорошая общая вентиляция и, при необходимости, использование СИЗ помогут снизить общее воздействие пыли и дыма.

              Шум и вибрация

              Самый высокий уровень шума в литейном цехе обычно приходится на операции выбивки и очистки; в механизированных литейных цехах они выше, чем в ручных. Сама система вентиляции может генерировать воздействие, близкое к 90 дБА.

              Уровни шума при футеровке стальных отливок могут находиться в диапазоне от 115 до 120 дБА, в то время как фактически возникающие при футеровке чугуна уровни шума находятся в диапазоне от 105 до 115 дБА. Британская исследовательская ассоциация стального литья установила, что источниками шума во время зачистки являются:

              • выхлоп инструмента для зачистки
              • воздействие молотка или колеса на отливку
              • резонанс отливки и вибрация относительно ее опоры
              • передача вибрации от литейной опоры на окружающие конструкции
              • отражение прямого шума вытяжкой, регулирующей поток воздуха через систему вентиляции.

               

              Стратегии борьбы с шумом варьируются в зависимости от размера отливки, типа металла, доступной рабочей зоны, использования переносных инструментов и других сопутствующих факторов. Существуют некоторые основные меры по снижению воздействия шума на отдельных лиц и сотрудников, в том числе изоляция во времени и пространстве, полные ограждения, частичные звукопоглощающие перегородки, выполнение работ на звукопоглощающих поверхностях, дефлекторах, панелях и колпаках из звукопоглощающих материалов. поглощающие или другие акустические материалы. Следует соблюдать рекомендации по безопасным дневным пределам воздействия и, в крайнем случае, можно использовать средства индивидуальной защиты.

              Очистной стол, разработанный Британской исследовательской ассоциацией стального литья, снижает шум при стружке примерно на 4–5 дБА. Эта скамья включает в себя вытяжную систему для удаления пыли. Это улучшение обнадеживает и дает надежду на то, что при дальнейшем развитии станет возможным еще большее снижение уровня шума.

              Синдром вибрации кисти руки

              Портативные вибрирующие инструменты могут вызывать феномен Рейно (синдром вибрации руки-руки — HAVS). Это более распространено у стальных футеровщиков, чем у железных футеровщиков, и чаще у тех, кто использует вращающиеся инструменты. Критическая частота вибрации для возникновения этого явления составляет от 2,000 до 3,000 оборотов в минуту и ​​в диапазоне от 40 до 125 Гц.

              В настоящее время считается, что HAVS влияет на ряд других тканей предплечья, помимо периферических нервов и кровеносных сосудов. Это связано с синдромом запястного канала и дегенеративными изменениями в суставах. Недавнее исследование рубильщиков и шлифовщиков сталелитейных заводов показало, что вероятность развития контрактуры Дюпюитрена у них в два раза выше, чем у контрольной группы (Thomas and Clarke 1992).

              Вибрация, передающаяся на руки рабочего, может быть значительно снижена путем: подбора инструментов, предназначенных для уменьшения вредных диапазонов частоты и амплитуды; направление выпускного отверстия от руки; использование нескольких слоев перчаток или изолирующей перчатки; и сокращение времени воздействия за счет изменения рабочих операций, инструментов и периодов отдыха.

              проблемы с глазами

              Некоторые виды пыли и химикатов, встречающиеся в литейных цехах (например, изоцианаты, формальдегид и третичные амины, такие как диметилэтиламин, триэтиламин и т. д.), являются раздражителями и являются причиной зрительных симптомов у подвергшихся воздействию рабочих. К ним относятся зуд, слезотечение, затуманенное или нечеткое зрение или так называемое «серо-голубое зрение». На основании возникновения этих эффектов было рекомендовано снижение средневзвешенного по времени воздействия ниже 3 частей на миллион.

              Другие проблемы

              Воздействие формальдегида на уровне или выше допустимого предела воздействия в США наблюдается при хорошо контролируемых операциях по изготовлению стержней в горячих камерах. Воздействие, во много раз превышающее предел, может быть обнаружено при плохом контроле опасностей.

              Асбест широко использовался в литейной промышленности, и до недавнего времени его часто использовали в защитной одежде для рабочих, подвергающихся воздействию высоких температур. Его эффекты были обнаружены при рентгенологическом обследовании литейщиков, как среди производственных рабочих, так и среди ремонтников, подвергавшихся воздействию асбеста; поперечное обследование выявило характерное поражение плевры у 20 из 900 сталелитейщиков (Kronenberg et al., 1991).

              Периодические осмотры

              Предварительные и периодические медицинские осмотры, включая исследование симптомов, рентгенографию грудной клетки, тесты функции легких и аудиограммы, должны быть обеспечены для всех литейщиков с соответствующим последующим наблюдением в случае обнаружения сомнительных или аномальных результатов. Совокупное воздействие табачного дыма на риск респираторных заболеваний у литейщиков требует включения рекомендаций по прекращению курения в программу санитарного просвещения и пропаганды.

              Заключение

              Литейные заводы были важным промышленным предприятием на протяжении веков. Несмотря на продолжающийся прогресс в области технологий, они представляют для рабочих множество опасностей для безопасности и здоровья. Поскольку опасности продолжают существовать даже на самых современных предприятиях с образцовыми программами профилактики и контроля, защита здоровья и благополучия рабочих остается постоянной задачей для руководства, рабочих и их представителей. Это остается трудным как во время спадов в отрасли (когда забота о здоровье и безопасности работников имеет тенденцию уступать место экономическим ограничениям), так и во времена бума (когда спрос на увеличение производства может привести к потенциально опасным сокращениям производственных процессов). Таким образом, образование и обучение управлению опасностями остаются постоянной необходимостью.

               

              Назад

              Среда, Март 16 2011 21: 26

              Ковка и штамповка

              Обзор процесса

              Формование металлических деталей с применением высоких сжимающих и растягивающих усилий широко распространено в промышленном производстве. При штамповке металлу, чаще всего в виде листов, полос или рулонов, придают определенную форму при температуре окружающей среды путем резки, прессования и растяжения между штампами, обычно в виде серии из одного или нескольких дискретных ударных этапов. Холоднокатаная сталь является исходным материалом для многих операций штамповки при создании деталей из листового металла в автомобильной, бытовой и других отраслях промышленности. Примерно 15% рабочих автомобильной промышленности работают на штамповочных предприятиях или заводах.

              При ковке усилие сжатия прикладывается к предварительно сформированным блокам (заготовкам) металла, обычно нагретым до высоких температур, также в один или несколько дискретных этапов прессования. Форма конечной детали определяется формой полостей в металлическом штампе или используемых штампах. При открытых штампах, как при ковке с помощью молота, заготовка сжимается между одним штампом, прикрепленным к нижней наковальне, и вертикальным ползунком. В закрытых штампах, как при ковке на прессах, заготовка сжимается между нижним штампом и верхним штампом, прикрепленным к ползунку.

              Кузницы с падающим молотом используют паровой или воздушный цилиндр для подъема молота, который затем падает под действием силы тяжести или приводится в движение паром или воздухом. Количество и сила ударов молота регулируются оператором вручную. Оператор часто держит холодный конец ложи при работе с отбойным молотком. Ковка с помощью молота когда-то составляла около двух третей всей ковки, производимой в Соединенных Штатах, но сегодня она менее распространена.

              В кузнечных прессах используется механический или гидравлический поршень для придания формы заготовке одним медленным контролируемым ходом (см. рис. 1). Ковка на прессе обычно управляется автоматически. Это может быть сделано горячим или при нормальной температуре (холодная ковка, прессование). Разновидностью обычной ковки является прокатка, при которой используется непрерывное приложение силы, и оператор поворачивает деталь.

              Рисунок 1. Ковка на прессе

              МЕТ030Ф1

              Смазочные материалы для штампов распыляются или иным образом наносятся на поверхности штампов и заготовок до и между ударами молота или пресса.

              Высокопрочные детали машин, такие как валы, зубчатые венцы, болты и компоненты подвески транспортных средств, являются обычными изделиями из стали. Высокопрочные компоненты самолетов, такие как лонжероны крыла, диски турбин и шасси, выкованы из алюминиевых, титановых или никелевых и стальных сплавов. Примерно 3% рабочих автомобильной промышленности работают на кузнечных предприятиях или заводах.

              Рабочие условия

              Многие опасности, характерные для тяжелой промышленности, присутствуют при штамповке и ковке. К ним относятся повторяющиеся растяжения (RSI) в результате многократного обращения с деталями и их обработки, а также работы органов управления машиной, таких как кнопки на ладони. Тяжелые детали подвергают рабочих риску возникновения проблем со спиной и плечами, а также нарушений опорно-двигательного аппарата верхних конечностей. Операторы прессов на автомобильных штамповочных заводах имеют показатели RSI, которые сопоставимы с показателями рабочих сборочных заводов на работах с высоким уровнем риска. Высокоимпульсная вибрация и шум присутствуют в большинстве операций штамповки и некоторых операций ковки (например, паровым или пневматическим молотом), вызывая потерю слуха и возможное сердечно-сосудистое заболевание; это одна из самых шумных промышленных сред (более 100 дБА). Как и в других формах автоматизированных систем, энергетические нагрузки на рабочих могут быть высокими, в зависимости от обрабатываемых деталей и частоты циклов машин.

              Катастрофические повреждения в результате непредвиденных движений машины распространены при штамповке и ковке. Это может произойти из-за: (1) механического отказа систем управления машиной, таких как механизмы сцепления, в ситуациях, когда рабочие обычно должны находиться в пределах рабочего диапазона машины (неприемлемая схема процесса); (2) недостатки конструкции или производительности машины, которые вызывают незапрограммированное вмешательство работников, например, перемещение застрявших или смещенных деталей; или (3) ненадлежащие, сопряженные с высоким риском процедуры технического обслуживания, выполняемые без надлежащей блокировки всей задействованной сети машин, включая автоматизацию перемещения деталей и функции других подключенных машин. Большинство сетей автоматизированных машин не настроены на быструю, эффективную и действенную блокировку или безопасное устранение неполадок.

              Туманы от машинных смазочных масел, образующиеся во время нормальной работы, представляют собой еще одну общую опасность для здоровья при штамповочных и кузнечно-прессовых операциях, работающих на сжатом воздухе, и потенциально подвергают рабочих риску респираторных, дерматологических и пищеварительных заболеваний.

              Проблемы со здоровьем и безопасностью

              чеканка

              Операции штамповки сопряжены с высоким риском серьезных порезов из-за необходимости обработки деталей с острыми кромками. Возможно, хуже обстоит дело с ломом, полученным в результате обрезания периметров и вырубки участков деталей. Лом, как правило, собирается с помощью самотечных желобов и конвейеров. Устранение случайных замятий — занятие с высоким риском.

              Химические опасности, характерные для штамповки, обычно возникают из двух основных источников: составы для волочения (т. е. смазочные материалы для штампов) в реальных операциях прессования и сварочные выбросы при сборке штампованных деталей. Составы для волочения (DC) требуются для большинства штамповок. Материал распыляется или накатывается на листовой металл, а в процессе штамповки образуются дополнительные туманы. Как и другие жидкости для металлообработки, составы для волочения могут представлять собой чистые масла или масляные эмульсии (растворимые масла). Компоненты включают фракции нефтяного масла, специальные смазывающие вещества (например, производные животных и растительных жирных кислот, хлорированные масла и воски), алканоламины, нефтяные сульфонаты, бораты, загустители на основе целлюлозы, ингибиторы коррозии и биоциды. Концентрация тумана в воздухе при операциях штамповки может достигать концентрации при типичных операциях механической обработки, хотя в среднем эти уровни, как правило, ниже (0.05–2.0 мг/мXNUMX).3). Однако часто присутствует видимый туман и скопившаяся масляная пленка на поверхностях зданий, а контакт с кожей может быть выше из-за интенсивного обращения с деталями. Воздействия, наиболее вероятно представляющие опасность, - это хлорированные масла (возможный рак, заболевания печени, кожные заболевания), канифоль или производные жирных кислот таллового масла (сенсибилизаторы), нефтяные фракции (рак пищеварительного тракта) и, возможно, формальдегид (из биоцидов) и нитрозамины (из алканоламины и нитрит натрия либо в качестве ингредиентов DC, либо в поверхностных покрытиях поступающей стали). Повышенный уровень рака пищеварительного тракта наблюдался на двух автомобильных штамповочных заводах. Микробиологическое загрязнение в системах, в которых DC наносится путем накатывания его на листовой металл из открытого резервуара, может представлять для рабочих риск возникновения респираторных и дерматологических проблем, аналогичных тем, которые возникают при механической обработке.

              Сварку штампованных деталей часто производят на штамповочных заводах, как правило, без промежуточной промывки. При этом образуются выбросы, включающие в себя пары металлов и продукты пиролиза и горения от волочильного компаунда и других остатков на поверхности. Типичные операции контактной сварки на штамповочных заводах генерируют общую концентрацию твердых частиц в воздухе в диапазоне от 0.05 до 4.0 мг/мXNUMX.3. Содержание металлов (в виде паров и оксидов) обычно составляет менее половины этих твердых частиц, что указывает на то, что до 2.0 мг/м3 представляет собой плохо охарактеризованный химический мусор. В результате на многих участках сварки штамповочных заводов появляется дымка. Присутствие производных хлора и других органических ингредиентов вызывает серьезную озабоченность по поводу состава сварочного дыма в этих условиях и является убедительным доводом в пользу необходимости контроля вентиляции. Нанесение других материалов перед сваркой (таких как грунтовка, краска и эпоксидные клеи), некоторые из которых затем навариваются, вызывает дополнительные опасения. Ремонтные работы сварочного производства, обычно выполняемые вручную, часто связаны с более высоким воздействием этих же загрязнителей воздуха. Повышенный уровень заболеваемости раком легких наблюдался среди сварщиков на автомобильном штамповочном заводе.

              Ковка

              Как и штамповка, операции ковки могут представлять высокий риск порезов, когда рабочие работают с коваными деталями или обрезают заусенцы или нежелательные края деталей. Ударопрочная ковка также может выбрасывать осколки, окалину или инструменты, вызывая травмы. В некоторых кузнечных операциях рабочий захватывает заготовку клещами во время операций прессования или удара, что увеличивает риск травм опорно-двигательного аппарата. При ковке, в отличие от штамповки, обычно рядом находятся печи для нагрева деталей (для ковки и отжига), а также бункеры горячих поковок. Это создает потенциал для условий высокого теплового стресса. Дополнительными факторами теплового стресса являются метаболическая нагрузка рабочего при ручном обращении с материалами и, в некоторых случаях, тепло от продуктов сгорания смазок для штампов на масляной основе.

              Смазка штампа требуется в большинстве поковок и имеет дополнительную особенность, заключающуюся в том, что смазка контактирует с высокотемпературными деталями. Это вызывает немедленный пиролиз и аэрозолизацию не только в головках, но и впоследствии из коптильных деталей в охлаждающих бункерах. Ингредиенты смазки для кузнечных штампов могут включать графитовые суспензии, полимерные загустители, сульфонатные эмульгаторы, нефтяные фракции, нитрат натрия, нитрит натрия, карбонат натрия, силикат натрия, силиконовые масла и биоциды. Они применяются в виде спреев или, в некоторых случаях, тампоном. Печи, используемые для нагревания металла для ковки, обычно работают на жидком топливе или газе или являются индукционными печами. Выбросы могут происходить из печей, работающих на топливе, с недостаточной тягой, а также из невентилируемых индукционных печей, когда поступающая металлическая заготовка имеет поверхностные загрязнения, такие как масло или ингибиторы коррозии, или если перед ковкой она была смазана для резки или пиления (как в в случае с барной стойкой). В США общая концентрация твердых частиц в воздухе при кузнечных операциях обычно колеблется от 0.1 до 5.0 мг/мXNUMX.3 и сильно различаются в пределах операций ковки из-за тепловых конвекционных потоков. Повышенный уровень заболеваемости раком легких наблюдался среди рабочих, занимающихся ковкой и термообработкой на двух заводах по производству шарикоподшипников.

              Практика охраны здоровья и безопасности

              В нескольких исследованиях оценивались фактические последствия для здоровья рабочих, подвергшихся воздействию штамповки или ковки. Всесторонняя характеристика потенциальной токсичности большинства рутинных операций, включая идентификацию и измерение приоритетных токсических агентов, не проводилась. Оценка долгосрочного воздействия на здоровье технологии смазки штампов, разработанной в 1960-х и 1970-х годах, стала возможной только недавно. В результате регулирование этих воздействий по умолчанию соответствует общим стандартам пыли или общего содержания твердых частиц, таким как 5.0 мг / м .3 в США. Хотя этот стандарт, вероятно, подходит в некоторых обстоятельствах, он явно не подходит для многих применений штамповки и ковки.

              Некоторое снижение концентрации тумана смазки штампа возможно при тщательном управлении процедурой нанесения как при штамповке, так и при ковке. Нанесение валиком при штамповке предпочтительнее, когда это возможно, и использование минимального давления воздуха в распылителях является выгодным. Необходимо изучить возможность устранения приоритетных опасных ингредиентов. Корпуса с отрицательным давлением и коллекторами тумана могут быть очень эффективными, но могут быть несовместимы с транспортировкой деталей. Фильтрация воздуха, выпускаемого из воздушных систем высокого давления в прессах, уменьшит масляный туман пресса (и шум). Контакт с кожей при штамповке может быть уменьшен с помощью автоматизации и средств индивидуальной защиты, обеспечивающих защиту как от порезов, так и от насыщения жидкостью. При сварке на штамповочном заводе промывка деталей перед сваркой очень желательна, а частичное ограждение с LEV значительно снизит уровень дыма.

              Меры по снижению тепловой нагрузки при штамповке и горячей ковке включают в себя минимизацию количества ручных операций с материалами в зонах с высокой температурой, экранирование печей для уменьшения теплового излучения, минимизацию высоты дверей и щелей печей и использование охлаждающих вентиляторов. Расположение охлаждающих вентиляторов должно быть неотъемлемой частью конструкции движения воздуха для контроля воздействия тумана и теплового стресса; в противном случае охлаждение может быть получено только за счет более высоких выдержек.

              Механизация погрузочно-разгрузочных работ, переход от ковки на кузнечном станке, когда это возможно, и корректировка скорости работы до эргономически практичного уровня могут снизить количество травм опорно-двигательного аппарата.

              Уровни шума могут быть снижены за счет сочетания переключения с молота на кузнечные прессы, когда это возможно, хорошо спроектированных корпусов и снижения шума воздуходувок печи, пневматических муфт, воздуховодов и обработки деталей. Необходимо разработать программу сохранения слуха.

              Необходимые средства индивидуальной защиты включают защиту головы, защиту ног, защитные очки, средства защиты органов слуха (вокруг, как при чрезмерном шуме), жаро- и маслонепроницаемые фартуки и леггинсы (при интенсивном использовании масляных смазок для пресс-форм) и инфракрасную защиту для глаз и лица (приблизительно печи).

              Опасности для здоровья из окружающей среды

              Опасности для окружающей среды, создаваемые штамповочными установками, относительно невелики по сравнению с опасностями некоторых других типов установок и включают удаление отходов волочильного состава и моющих растворов, а также выброс сварочного дыма без надлежащей очистки. Некоторые кузнечные заводы исторически вызывали резкое ухудшение качества местного воздуха из-за кузнечного дыма и пыли окалины. Однако при соответствующей мощности очистки воздуха этого не должно происходить. Еще одной потенциальной проблемой является утилизация штамповочного лома и ковочной окалины, содержащих смазочные материалы для штампов.

               

              Назад

              Среда, Март 16 2011 21: 30

              Сварка и термическая резка

              Эта статья является переработкой статьи Г.С. Линдона «Сварка и термическая резка» из 3-го издания Энциклопедии по охране труда и технике безопасности.

              Обзор процесса

              сварка это общий термин, относящийся к соединению кусков металла на поверхностях стыков, которые превращаются в пластик или жидкость под действием тепла или давления, или того и другого. Три распространенных прямых источника тепла:

              1. пламя, образующееся при сгорании топливного газа с воздухом или кислородом
              2. электрическая дуга, возникающая между электродом и заготовкой или между двумя электродами
              3. электрическое сопротивление, оказываемое прохождению тока между двумя или более деталями.

               

              Другие источники тепла для сварки обсуждаются ниже (см. таблицу 1).

              Таблица 1. Входы технологических материалов и выбросы загрязняющих веществ при выплавке и рафинировании свинца

              Обработка

              Вклад материала

              Выбросы в атмосферу

              Технологические отходы

              Прочие отходы

              Спекание свинца

              Свинцовая руда, железо, кремнезем, известняковый флюс, кокс, сода, зола, пирит, цинк, каустик, мешочная пыль

              Диоксид серы, твердые частицы, содержащие кадмий и свинец

                 

              Плавка свинца

              Свинцовый агломерат, кокс

              Диоксид серы, твердые частицы, содержащие кадмий и свинец

              Сточные воды промывки завода, вода грануляции шлака

              Шлак, содержащий примеси, такие как цинк, железо, кремнезем и известь, твердые частицы поверхностных водоемов

              Свинцовый шлак

              Слиток свинца, кальцинированная сода, сера, рукавная пыль, кокс

                 

              Шлак, содержащий такие примеси, как медь, поверхностные твердые включения

              Очистка свинца

              Свинцовый шлак

                   

               

              In газовая сварка и резка, кислород или воздух и горючий газ подаются в паяльную трубку (горелку), в которой они смешиваются перед сгоранием в сопле. Паяльную трубку обычно держат в руках (см. рис. 1). Тепло расплавляет металлические поверхности соединяемых деталей, заставляя их течь вместе. Часто добавляют присадочный металл или сплав. Сплав часто имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали. В этом случае две детали, как правило, не доводят до температуры плавления (пайка твердым припоем). Для предотвращения окисления и облегчения соединения можно использовать химические флюсы.

              Рис. 1. Газовая сварка с горелкой и стержнем из фильтрующего металла. Сварщик защищен кожаным фартуком, рукавицами и очками.

              МЕТ040Ф1

              При дуговой сварке дуга зажигается между электродом и заготовкой. Электрод может быть подключен к источнику переменного тока (AC) или постоянного тока (DC). Температура этой операции составляет около 4,000°C, когда заготовки сплавляются друг с другом. Обычно необходимо добавить расплавленный металл в соединение либо путем расплавления самого электрода (процессы с плавящимся электродом), либо путем расплавления отдельного присадочного стержня, не проводящего ток (процессы с неплавящимся электродом).

              Наиболее обычная дуговая сварка выполняется вручную с помощью плавящегося электрода с покрытием (с покрытием) в ручном электрододержателе. Сварка также выполняется многими полуавтоматическими или полностью автоматическими процессами электросварки, такими как контактная сварка или непрерывная подача электрода.

              Во время процесса сварки место сварки должно быть защищено от атмосферы, чтобы предотвратить окисление и загрязнение. Существует два типа защиты: флюсовые покрытия и защита от инертного газа. В дуговая сварка под флюсом, расходуемый электрод состоит из металлического сердечника, окруженного флюсовым покрытием, которое обычно представляет собой сложную смесь минеральных и других компонентов. В процессе сварки флюс плавится, покрывая расплавленный металл шлаком и окружая зону сварки защитной газовой атмосферой (например, двуокисью углерода), создаваемой нагретым флюсом. После сварки шлак необходимо удалить, часто путем скалывания.

              In дуговая сварка в защитных газах, слой инертного газа изолирует атмосферу и предотвращает окисление и загрязнение в процессе сварки. В качестве инертных газов обычно используют аргон, гелий, азот или углекислый газ. Выбор газа зависит от характера свариваемых материалов. Двумя наиболее популярными типами дуговой сварки в защитных газах являются сварка металлом и вольфрамом в среде инертного газа (MIG и TIG).

              Сварка сопротивлением включает использование электрического сопротивления прохождению сильного тока при низком напряжении через свариваемые компоненты для выработки тепла для плавления металла. Тепло, выделяющееся на границе раздела компонентов, доводит их до температур сварки.

              Опасности и их предотвращение

              Любая сварка сопряжена с опасностью возгорания, ожогов, лучистого тепла (инфракрасного излучения) и вдыхания паров металлов и других загрязняющих веществ. Другие опасности, связанные с конкретными сварочными процессами, включают опасность поражения электрическим током, шум, ультрафиолетовое излучение, озон, двуокись азота, окись углерода, фториды, баллоны со сжатым газом и взрывы. Дополнительные сведения см. в таблице 2.

              Таблица 2. Описание и опасности сварочных процессов

              Процесс сварки

              Описание

              опасности

              Газовая сварка и резка

              сварка

              Горелка расплавляет металлическую поверхность и присадочный стержень, вызывая образование соединения.

              Пары металлов, двуокись азота, угарный газ, шум, ожоги, инфракрасное излучение, пожар, взрывы

              пайка твердым припоем

              Две металлические поверхности соединяются без расплавления металла. Температура плавления присадочного металла выше 450 °С. Нагрев осуществляется пламенным нагревом, резистивным нагревом и индукционным нагревом.

              Металлические пары (особенно кадмия), фториды, пожар, взрыв, ожоги

              паять

              Аналогично пайке, за исключением того, что температура плавления присадочного металла ниже 450 °C. Нагрев также производится с помощью паяльника.

              Флюсы, пары свинца, ожоги

              Резка металла и строжка пламенем

              В одном варианте металл нагревается пламенем, а струя чистого кислорода направляется на точку реза и перемещается по линии реза. При строжке пламенем удаляется полоса поверхностного металла, но металл не прорезается.

              Пары металлов, двуокись азота, угарный газ, шум, ожоги, инфракрасное излучение, пожар, взрывы

              Сварка давлением газа

              Детали нагреваются газовыми струями под давлением и сплавляются друг с другом.

              Пары металлов, двуокись азота, угарный газ, шум, ожоги, инфракрасное излучение, пожар, взрывы

              Дуговая сварка под флюсом

              Дуговая сварка защищенным металлом (SMAC); дуговая сварка «палочкой»; ручная дуговая сварка металлическим электродом (ММА); сварка открытой дугой

              Использует расходуемый электрод, состоящий из металлического сердечника, окруженного флюсовым покрытием.

              Пары металлов, фториды (особенно с электродами с низким содержанием водорода), инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, ожоги, электричество, огонь; также шум, озон, диоксид азота

              Дуговая сварка под флюсом (SAW)

              На заготовку наносится слой гранулированного флюса, а затем расходуемый электрод из оголенной металлической проволоки. Дуга расплавляет флюс, образуя защитный экран из расплавленного металла в зоне сварки.

              Фториды, огонь, ожоги, инфракрасное излучение, электричество; также пары металлов, шум, ультрафиолетовое излучение, озон и диоксид азота.

              Дуговая сварка в защитных газах

              Металлический инертный газ (МИГ); дуговая сварка металлическим газом (GMAC)

              Электрод обычно представляет собой неизолированную расходуемую проволоку того же состава, что и металл сварного шва, и непрерывно подается на дугу.

              Ультрафиолетовое излучение, пары металлов, озон, окись углерода (с CO2 газ), двуокись азота, огонь, ожоги, инфракрасное излучение, электричество, фториды, шум

              Вольфрамовый инертный газ (TIG); дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW); гелиарк

              Вольфрамовый электрод является неплавящимся, а присадочный металл вводится в дугу в качестве расходуемого вручную.

              Ультрафиолетовое излучение, пары металлов, озон, диоксид азота, огонь, ожоги, инфракрасное излучение, электричество, шум, фториды, окись углерода


              Плазменно-дуговая сварка (PAW) и плазменно-дуговое напыление; вольфрамовая дуговая резка

              Аналогичен сварке TIG, за исключением того, что дуга и поток инертных газов проходят через небольшое отверстие, прежде чем достигнуть заготовки, создавая «плазму» высокоионизированного газа, температура которой может достигать более 33,400 XNUMX °C. Это также используется для металлизации.

              Пары металлов, озон, диоксид азота, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, шум; огонь, ожоги, электричество, фториды, угарный газ, возможные рентгеновские лучи

              Дуговая сварка под флюсом (FCAW); сварка металлов в активном газе (MAG)

              Использует расходуемый электрод с флюсовой сердцевиной; может иметь защиту от углекислого газа (MAG)

              Ультрафиолетовое излучение, пары металлов, озон, окись углерода (с CO2 газ), двуокись азота, огонь, ожоги, инфракрасное излучение, электричество, фториды, шум

              Электросварка сопротивлением

              Сварка сопротивлением (точечная, шовная, выступающая или стыковая сварка)

              Через два компонента от электродов протекает сильный ток при низком напряжении. Тепло, выделяющееся на границе раздела компонентов, доводит их до температур сварки. Во время прохождения тока давление электродов производит кузнечный сварной шов. Флюс и присадочный металл не используются.

              Озон, шум (иногда), опасность машинного оборудования, огонь, ожоги, электрические пары, пары металлов

              Электрошлаковая сварка

              Используется для вертикальной стыковой сварки. Заготовки устанавливают вертикально, с зазором между ними, а с одной или с обеих сторон стыка укладывают медные пластины или башмаки, образуя ванну. Дуга возникает под слоем флюса между одной или несколькими непрерывно подаваемыми электродными проволоками и металлической пластиной. Образуется ванна расплавленного металла, защищенная расплавленным флюсом или шлаком, который удерживается в расплавленном состоянии за счет сопротивления току, проходящему между электродом и заготовками. Это тепло, генерируемое сопротивлением, расплавляет стороны соединения и электродную проволоку, заполняя соединение и образуя сварной шов. В процессе сварки расплавленный металл и шлак удерживаются на месте за счет смещения медных пластин.

              Ожоги, огонь, инфракрасное излучение, электричество, пары металлов

              Сварка оплавлением

              Две свариваемые металлические детали подключаются к низковольтному источнику сильного тока. Когда концы компонентов соприкасаются, протекает большой ток, вызывающий «оплавление» и доведение концов компонентов до температур сварки. Кузнечный шов получают давлением.

              Электричество, ожоги, огонь, пары металла


              Другие сварочные процессы

              Электронно-лучевая сварка

              Заготовка в вакуумной камере бомбардируется пучком электронов из электронной пушки под высоким напряжением. Энергия электронов преобразуется в тепло при ударе о заготовку, таким образом расплавляя металл и сплавляя заготовку.

              Рентгеновские лучи под высоким напряжением, электрические разряды, ожоги, металлическая пыль, замкнутые пространства

              Резка Arcair

              Дуга зажигается между концом угольного электрода (в ручном электрододержателе с собственной подачей сжатого воздуха) и заготовкой. Образовавшийся расплавленный металл выдувается струями сжатого воздуха.

              Пары металлов, окись углерода, двуокись азота, озон, огонь, ожоги, инфракрасное излучение, электрические

              Сварка трением

              Чисто механический метод сварки, при котором один компонент остается неподвижным, а другой вращается вокруг него под давлением. При трении выделяется тепло, и при температуре ковки вращение прекращается. Затем давление ковки воздействует на сварной шов.

              Жара, ожоги, опасность машин

              Лазерная сварка и сверление

              Лазерные лучи могут использоваться в промышленных приложениях, требующих исключительно высокой точности, таких как миниатюрные сборки и микротехнологии в электронной промышленности или фильеры для производства искусственных волокон. Лазерный луч расплавляет и соединяет заготовки.

              Электрическое, лазерное излучение, ультрафиолетовое излучение, огонь, ожоги, пары металлов, продукты разложения покрытий деталей

              Сварка шпилек

              Дуга зажигается между металлическим стержнем (действующим как электрод), удерживаемым в сварочном пистолете, и металлической пластиной, которую нужно соединить, и повышает температуру концов компонентов до точки плавления. Пистолет прижимает шпильку к пластине и приваривает ее. Экранирование обеспечивается керамическим наконечником, окружающим шпильку.

              Металлические пары, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, ожоги, электричество, огонь, шум, озон, диоксид азота

              Термитная сварка

              Смесь порошка алюминия и порошка оксида металла (железо, медь и т. д.) воспламеняется в тигле, образуя расплавленный металл с выделением сильного тепла. Тигель открывается, и расплавленный металл стекает в свариваемую полость (окруженную песчаной формой). Это часто используется для ремонта отливок или поковок.

              Пожар, взрыв, инфракрасное излучение, ожоги

               

              Большая часть сварки выполняется не в мастерских, где обычно можно контролировать условия, а в полевых условиях при строительстве или ремонте крупных конструкций и машин (например, каркасов зданий, мостов и башен, кораблей, железнодорожных двигателей и автомобилей, тяжелого оборудования и т. д.). на). Сварщику, возможно, придется нести все свое оборудование на место, устанавливать его и работать в ограниченном пространстве или на строительных лесах. Физическое напряжение, чрезмерная усталость и травмы опорно-двигательного аппарата могут последовать за необходимостью тянуться, стоять на коленях или работать в других неудобных и неудобных положениях. Тепловой стресс может возникнуть в результате работы в теплую погоду и окклюзионного действия средств индивидуальной защиты, даже без выделения тепла в процессе сварки.

              Баллоны со сжатым газом

              В газосварочных установках высокого давления кислород и топливный газ (ацетилен, водород, городской газ, пропан) подаются к горелке из баллонов. Газы хранятся в этих баллонах под высоким давлением. Особая опасность пожара и взрыва, а также меры предосторожности для безопасного использования и хранения топливных газов также обсуждаются в других разделах настоящего документа. Энциклопедия. Следует соблюдать следующие меры предосторожности:

              • На баллоны следует устанавливать только регуляторы давления, предназначенные для используемого газа. Например, регулятор ацетилена не следует использовать с угольным газом или водородом (хотя его можно использовать с пропаном).
              • Паяльная трубка должна содержаться в хорошем состоянии и регулярно очищаться. Для очистки наконечников следует использовать палочку из твердой древесины или мягкую латунную проволоку. Их следует соединять с регуляторами специальными армированными брезентовыми шлангами, уложенными таким образом, чтобы их повреждение было маловероятным.
              • Баллоны с кислородом и ацетиленом должны храниться раздельно и только в огнеупорных помещениях, лишенных легковоспламеняющихся материалов, и должны быть расположены так, чтобы их можно было легко снять в случае пожара. Необходимо ознакомиться с местными строительными и противопожарными нормами.
              • Необходимо неукоснительно соблюдать действующую или рекомендуемую цветовую маркировку для идентификации баллонов и принадлежностей. Во многих странах в этой области применяются международно признанные цветовые коды, используемые для перевозки опасных материалов. Необходимость соблюдения единых международных стандартов в этом отношении подкрепляется соображениями безопасности, связанными с растущей международной миграцией промышленных рабочих.

               

              Ацетиленовые генераторы

              В процессе газовой сварки низкого давления ацетилен обычно производится в генераторах в результате реакции карбида кальция и воды. Затем газ подается к сварочной или газовой горелке, в которую подается кислород.

              Стационарные электростанции следует устанавливать либо на открытом воздухе, либо в хорошо проветриваемом помещении вдали от основных цехов. Вентиляция машинного зала должна быть такой, чтобы не допускать образования взрывоопасной или токсичной атмосферы. должно быть обеспечено достаточное освещение; выключатели, другое электрооборудование и электрические лампы должны быть либо расположены вне здания, либо быть взрывозащищенными. Курение, огонь, факелы, сварочное оборудование или легковоспламеняющиеся материалы должны быть исключены из дома или поблизости от генератора под открытым небом. Многие из этих мер предосторожности применимы и к портативным генераторам. Портативные генераторы следует использовать, очищать и заряжать только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, вдали от любых легковоспламеняющихся материалов.

              Карбид кальция поставляется в герметичных бочках. Материал должен храниться в сухом месте на платформе, приподнятой над уровнем пола. Магазины должны располагаться под навесом, а если они примыкают к другому зданию, то перегородка должна быть противопожарной. Складское помещение должно соответствующим образом вентилироваться через крышу. Барабаны следует открывать только непосредственно перед зарядкой генератора. Должен быть предоставлен и использован специальный открывалка; молоток и долото никогда не должны использоваться для вскрытия барабанов. Опасно оставлять бочки из карбида кальция рядом с любым источником воды.

              Перед демонтажем генератора необходимо удалить весь карбид кальция и заполнить установку водой. Вода должна оставаться в установке не менее получаса, чтобы обеспечить отсутствие газа в каждой части. Демонтаж и обслуживание должны производиться только производителем оборудования или специалистом. При перезарядке или очистке генератора старый заряд нельзя использовать снова.

              Кусочки карбида кальция, заклинившие в подающем механизме или прилипшие к частям установки, следует осторожно удалить, используя искробезопасные инструменты из бронзы или другого подходящего цветного сплава.

              Все заинтересованные лица должны быть полностью ознакомлены с инструкциями производителя, которые должны быть размещены на видном месте. Также следует соблюдать следующие меры предосторожности:

              • Правильно сконструированный обратный клапан должен быть установлен между генератором и каждой нагнетательной трубкой, чтобы предотвратить обратный поток или обратный поток газа. Клапан следует регулярно осматривать после обратного выстрела, а уровень воды проверять ежедневно.
              • Должны использоваться только нагнетательные трубки инжекторного типа, предназначенные для работы при низком давлении. Для нагрева и резки иногда используется городской газ или водород при низком давлении. В этих случаях между каждой паяльной трубкой и подающей магистралью или трубопроводом должен быть установлен обратный клапан.
              • Взрыв может быть вызван «обратным ударом», возникающим в результате погружения наконечника сопла в ванну с расплавленным металлом, грязью или краской, или в результате любой другой остановки. Частицы шлака или металла, прилипшие к наконечнику, следует удалить. Наконечник также следует часто охлаждать.
              • Необходимо ознакомиться с местными строительными и противопожарными нормами.

               

              Защита от пожаров и взрывов

              При размещении сварочных работ следует учитывать окружающие стены, полы, близлежащие объекты и отходы. Необходимо соблюдать следующие процедуры:

              • Все горючие материалы должны быть удалены или должным образом защищены листовым металлом или другими подходящими материалами; никогда не следует использовать брезент.
              • Деревянные конструкции не должны поощряться или должны быть защищены аналогичным образом. Следует избегать деревянных полов.
              • Меры предосторожности следует принимать в случае отверстий или трещин в стенах и полах; легковоспламеняющиеся материалы в соседних комнатах или этажом ниже следует убрать в безопасное место. Необходимо ознакомиться с местными строительными и противопожарными нормами.
              • Подходящие средства пожаротушения всегда должны быть под рукой. В случае установки низкого давления, использующей ацетиленовый генератор, следует также иметь в наличии ведра с сухим песком; огнетушители сухого порошкового или углекислотного типов являются удовлетворительными. Ни в коем случае нельзя использовать воду.
              • Может потребоваться пожарная команда. Должно быть назначено ответственное лицо для наблюдения за участком в течение не менее получаса после завершения работ, чтобы справиться с любой вспышкой пожара.
              • Поскольку при наличии в воздухе газообразного ацетилена в любой пропорции от 2 до 80% могут произойти взрывы, для обеспечения отсутствия утечек газа требуются адекватная вентиляция и мониторинг. Для поиска утечек газа следует использовать только мыльную воду.
              • Кислород должен тщательно контролироваться. Например, его нельзя выпускать в воздух в замкнутом пространстве; многие металлы, одежда и другие материалы становятся активно горючими в присутствии кислорода. При газовой резке любой кислород, который не может быть использован, будет выпущен в атмосферу; газовая резка никогда не должна проводиться в замкнутом пространстве без надлежащей вентиляции.
              • Сплавы, богатые магнием или другими горючими металлами, следует хранить вдали от сварочного пламени или дуги.
              • Сварка контейнеров может быть чрезвычайно опасной. Если предыдущее содержимое неизвестно, с сосудом всегда следует обращаться так, как если бы он содержал легковоспламеняющееся вещество. Взрывы можно предотвратить, либо удалив любой горючий материал, либо сделав его невзрывоопасным и негорючим.
              • Смесь алюминия и оксида железа, используемая при термитной сварке, стабильна при нормальных условиях. Однако ввиду легкости воспламенения алюминиевого порошка и квазивзрывного характера реакции следует соблюдать соответствующие меры предосторожности при обращении и хранении (избегание воздействия высоких температур и возможных источников воспламенения).
              • В некоторых юрисдикциях для сварки требуется письменная программа разрешений на проведение огневых работ. В этой программе описаны меры предосторожности и процедуры, которые необходимо соблюдать во время сварки, резки, прожига и т. д. Эта программа должна включать в себя конкретные операции, проводимые вместе с мерами предосторожности, которые должны быть реализованы. Он должен быть привязан к конкретному предприятию и может включать внутреннюю систему разрешений, которую необходимо заполнять для каждой отдельной операции.

               

              Защита от жары и опасностей ожогов

              Возможны ожоги глаз и открытых частей тела из-за контакта с горячим металлом и разбрызгивания частиц раскаленного металла или расплавленного металла. При дуговой сварке высокочастотная искра, используемая для возбуждения дуги, может вызвать небольшие глубокие ожоги, если она сконцентрирована в точке на коже. Интенсивное инфракрасное и видимое излучение от пламени газовой сварки или резки и раскаленного металла в сварочной ванне может причинять дискомфорт оператору и лицам, находящимся поблизости от места проведения операции. Каждая операция должна быть продумана заранее, и должны быть разработаны и реализованы необходимые меры предосторожности. Защитные очки, изготовленные специально для газовой сварки и резки, следует носить для защиты глаз от тепла и света, излучаемых во время работы. Защитные крышки на стекле фильтра следует очищать по мере необходимости и заменять, если они поцарапаны или повреждены. При выбросе расплавленного металла или горячих частиц защитная одежда должна отражать брызги. Тип и толщина надеваемой огнеупорной одежды следует выбирать в зависимости от степени опасности. При резке и дуговой сварке следует надевать кожаные бахилы или другие подходящие гетры, чтобы предотвратить попадание горячих частиц в ботинки или обувь. Для защиты кистей и предплечий от тепла, брызг, шлака и т. д. достаточно кожаных перчаток с брезентовыми или кожаными манжетами. Другие типы защитной одежды включают кожаные фартуки, куртки, рукава, леггинсы и головные уборы. При потолочной сварке необходимы защитный плащ и колпак. Вся защитная одежда должна быть очищена от масла или жира, а швы должны быть внутри, чтобы не задерживать шарики расплавленного металла. Одежда не должна иметь карманов или манжет, которые могут задерживать искры, и ее следует носить так, чтобы рукава накладывались на перчатки, леггинсы на обувь и так далее. Защитную одежду следует осматривать на наличие лопнувших швов или отверстий, через которые может попасть расплавленный металл или шлак. Тяжелые предметы, оставленные горячими после завершения сварки, всегда должны быть помечены как «горячие» в качестве предупреждения для других рабочих. При контактной сварке выделяющееся тепло может быть невидимым, а прикосновение к горячим узлам может привести к ожогам. Частицы горячего или расплавленного металла не должны вылетать из точечных, стыковых или выступающих сварных швов, если условия соблюдаются, но следует использовать негорючие экраны и соблюдать меры предосторожности. Экраны также защищают прохожих от ожогов глаз. Не следует оставлять незакрепленные детали в горловине машины, потому что они могут быть выброшены с некоторой скоростью.

              Электрическая безопасность

              Хотя напряжения холостого хода при ручной дуговой сварке относительно низкие (около 80 В или меньше), сварочные токи высоки, а первичные цепи трансформатора представляют опасность, характерную для оборудования, работающего от сетевого напряжения. Поэтому нельзя игнорировать риск поражения электрическим током, особенно в тесных помещениях или в небезопасных положениях.

              Перед началом сварки необходимо всегда проверять заземление на оборудовании для дуговой сварки. Кабели и соединения должны быть прочными и иметь достаточную мощность. Всегда следует использовать надлежащий зажим заземления или клемму с болтовым креплением. Если два или более сварочных аппарата заземлены на одну и ту же конструкцию или используются другие портативные электрические инструменты, заземление должно контролироваться компетентным лицом. Рабочее место должно быть сухим, безопасным и свободным от опасных препятствий. Большое значение имеет благоустроенное, хорошо освещенное, должным образом проветриваемое и чистое рабочее место. Для работы в ограниченном пространстве или в опасных местах в сварочную цепь может быть установлена ​​дополнительная электрическая защита (холостые, низковольтные устройства), обеспечивающая подачу на электрододержатель тока только крайне низкого напряжения, когда сварка не ведется. . (См. описание ограниченных пространств ниже.) Рекомендуются электрододержатели, в которых электроды удерживаются с помощью пружинного захвата или винтовой резьбы. Дискомфорт, связанный с нагревом, можно уменьшить за счет эффективной теплоизоляции той части электрододержателя, которую держат в руке. Зажимы и соединения электрододержателей следует периодически очищать и подтягивать во избежание перегрева. Следует предусмотреть безопасное крепление держателя электрода, когда он не используется, с помощью изолированного крючка или полностью изолированного держателя. Кабельное соединение должно быть спроектировано таким образом, чтобы дальнейшее изгибание кабеля не приводило к износу и повреждению изоляции. Следует избегать протаскивания кабелей и пластиковых труб подачи газа (процессы в газовой защите) по нагревательным плитам или сварным швам. Провод электрода не должен соприкасаться с рабочим местом или любым другим заземленным объектом (землей). Резиновые трубки и кабели с резиновым покрытием нельзя использовать вблизи источников высокочастотного разряда, поскольку образующийся озон вызывает гниение резины. Пластиковые трубки и кабели с покрытием из поливинилхлорида (ПВХ) следует использовать для всех источников питания от трансформатора до электрододержателя. Кабели с вулканизированной или прочной резиновой оболочкой подходят для первичной стороны. Грязь и металлическая или другая токопроводящая пыль могут привести к выходу из строя блока высокочастотного разряда. Чтобы избежать этого состояния, необходимо регулярно чистить устройство, продувая его сжатым воздухом. При использовании сжатого воздуха более нескольких секунд следует надевать средства защиты органов слуха. При электронно-лучевой сварке перед каждой операцией необходимо проверять безопасность используемого оборудования. Для защиты от поражения электрическим током на различных шкафах должна быть установлена ​​система блокировки. Необходима надежная система заземления всех агрегатов и шкафов управления. Для оборудования плазменной сварки, используемого для резки больших толщин, напряжение может достигать 400 В, и следует предвидеть опасность. Техника зажигания дуги высокочастотным импульсом подвергает оператора опасности неприятного удара током и болезненного проникающего высокочастотного ожога.

              Ультрафиолетовая радиация

              Яркий свет, излучаемый электрической дугой, содержит высокую долю ультрафиолетового излучения. Даже кратковременное воздействие вспышек дуги, включая случайные вспышки от дуг других рабочих, может вызвать болезненный конъюнктивит (фотоофтальмию), известный как «дуговой глаз» или «вспышка глаза». Если кто-либо подвергся воздействию вспышки дуги, необходимо немедленно обратиться за медицинской помощью. Чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения также может вызвать перегрев и ожог кожи (эффект загара). Меры предосторожности включают:

              • Следует использовать щит или каску с фильтром надлежащего класса (см. статью «Защита глаз и лица» в другом месте настоящего Энциклопедия). Для процессов дуговой сварки в среде защитных газов и резки угольной дугой плоские щитки для рук обеспечивают недостаточную защиту от отраженного излучения; следует использовать шлемы. Защитные очки или очки с боковыми щитками следует надевать под каску, чтобы избежать воздействия, когда каска поднимается для осмотра работы. Каски также обеспечивают защиту от брызг и горячего шлака. Шлемы и щитки снабжены снаружи фильтрующим стеклом и защитным покровным стеклом. Его следует регулярно осматривать, очищать и заменять в случае появления царапин или повреждений.
              • Лицо, затылок и другие открытые части тела должны быть надлежащим образом защищены, особенно при работе рядом с другими сварщиками.
              • Ассистенты должны носить как минимум подходящие защитные очки и другие средства индивидуальной защиты, если того требует риск.
              • Все операции дуговой сварки должны быть экранированы, чтобы защитить других людей, работающих поблизости. Если работа выполняется на стационарных столах или в сварочных цехах, по возможности должны быть установлены постоянные экраны; в противном случае следует использовать временные экраны. Все экраны должны быть непрозрачными, прочной конструкции и из огнеупорного материала.
              • Использование черных красок внутри сварочных камер стало общепринятой практикой, но краска должна давать матовое покрытие. Должно быть обеспечено достаточное окружающее освещение, чтобы предотвратить напряжение глаз, ведущее к головным болям и несчастным случаям.
              • Сварочные кабины и переносные экраны следует регулярно проверять, чтобы убедиться в отсутствии повреждений, которые могут привести к воздействию дуги на работающих поблизости людей.

               

              Химическая опасность

              Загрязняющие вещества в воздухе при сварке и газопламенной резке, включая пары и газы, возникают из различных источников:

              • свариваемый металл, металл в присадочном стержне или компоненты из различных типов стали, таких как никель или хром)
              • любое металлическое покрытие на свариваемом изделии или на присадочном стержне (например, цинк и кадмий от гальванического покрытия, цинк от цинкования и медь в виде тонкого покрытия на сплошных присадочных стержнях из мягкой стали)
              • любая краска, жир, мусор и тому подобное на свариваемом изделии (например, окись углерода, двуокись углерода, дым и другие раздражающие продукты распада)
              • флюсовое покрытие на присадочном стержне (например, неорганический фторид)
              • воздействие тепла или ультрафиолетового света на окружающий воздух (например, диоксид азота, озон) или на хлорированные углеводороды (например, фосген)
              • инертный газ, используемый в качестве защиты (например, двуокись углерода, гелий, аргон).

               

              Дымы и газы должны удаляться у источника с помощью LEV. Это может быть обеспечено частичным ограждением процесса или установкой колпаков, обеспечивающих достаточно высокую скорость воздуха в месте сварки, чтобы обеспечить улавливание дыма.

              Особое внимание следует уделить вентиляции при сварке цветных металлов и некоторых легированных сталей, а также защите от опасности образования озона, монооксида углерода и диоксида азота. Доступны переносные и стационарные системы вентиляции. Как правило, отработанный воздух не должен подвергаться рециркуляции. Его следует рециркулировать только в том случае, если нет опасных уровней озона или других токсичных газов, а отработанный воздух фильтруется через высокоэффективный фильтр.

              При электронно-лучевой сварке и в случае, если свариваемые материалы имеют токсическую природу (например, бериллий, плутоний и т. д.), необходимо позаботиться о защите оператора от любого облака пыли при открытии камеры.

              Когда существует риск для здоровья от токсичных паров (например, свинца) и LEV нецелесообразен, например, когда конструкции, окрашенные свинцом, разрушаются путем резки пламенем, необходимо использовать средства защиты органов дыхания. В таких обстоятельствах следует носить утвержденный высокоэффективный полнолицевой респиратор или высокоэффективный респиратор с принудительной очисткой воздуха (PAPR). Необходим высокий уровень технического обслуживания двигателя и аккумулятора, особенно при использовании оригинального высокоэффективного респиратора с положительным давлением. Использование респираторов со сжатым воздухом под избыточным давлением следует поощрять там, где имеется подходящая подача сжатого воздуха, пригодного для дыхания. Всякий раз, когда необходимо носить средства защиты органов дыхания, безопасность рабочего места следует пересмотреть, чтобы определить, необходимы ли дополнительные меры предосторожности, принимая во внимание ограниченное зрение, возможность запутывания и т. д. для лиц, использующих средства защиты органов дыхания.

              Металлическая лихорадка

              Металлическая лихорадка обычно наблюдается у рабочих, подвергающихся воздействию паров цинка в процессе цинкования или лужения, при литье латуни, при сварке оцинкованного металла и при металлизации или напылении металла, а также при воздействии других металлов, таких как медь, марганец и железо. Это происходит у новых работников и у тех, кто возвращается на работу после перерыва в выходные или праздничные дни. Это острое состояние, которое возникает через несколько часов после первоначального вдыхания частиц металла или его оксидов. Он начинается с неприятного привкуса во рту, за которым следует сухость и раздражение слизистой оболочки дыхательных путей, что приводит к кашлю, иногда к одышке и «сдавленности» в груди. Они могут сопровождаться тошнотой и головной болью, а через 10–12 часов после контакта — ознобом и лихорадкой, которые могут быть довольно сильными. Они длятся несколько часов и сопровождаются потливостью, сном и часто полиурией и диареей. Особого лечения не требуется, и выздоровление обычно наступает примерно через 24 часа без каких-либо остаточных явлений. Его можно предотвратить, поддерживая воздействие неприятных металлических паров в пределах рекомендуемых уровней за счет использования эффективных LEV.

              Ограниченное пространство

              При входе в замкнутые пространства может возникнуть риск того, что атмосфера будет взрывоопасной, токсичной, с недостатком кислорода или сочетанием вышеперечисленного. Любое такое замкнутое пространство должно быть сертифицировано ответственным лицом как безопасное для входа и работы с дугой или пламенем. Программа доступа в замкнутое пространство, включая систему разрешений на вход, может потребоваться и настоятельно рекомендуется для работ, которые должны выполняться в помещениях, которые обычно не предназначены для постоянного пребывания. Примеры включают, но не ограничиваются ими, люки, хранилища, трюмы и т.п. Вентиляция замкнутых пространств имеет решающее значение, поскольку при газовой сварке не только образуются переносимые по воздуху загрязняющие вещества, но и расходуется кислород. Процессы дуговой сварки в среде защитного газа могут снизить содержание кислорода в воздухе. (См. рис. 2.)

              Рисунок 2. Сварка в закрытом помещении

              МЕТ040Ф2

              С. Ф. Гилман

              Шум

              Шум представляет опасность в нескольких сварочных процессах, включая плазменную сварку, некоторые типы аппаратов для контактной сварки и газовую сварку. При плазменной сварке струя плазмы выбрасывается с очень высокой скоростью, производя интенсивный шум (до 90 дБА), особенно в высокочастотных диапазонах. Использование сжатого воздуха для удаления пыли также создает высокий уровень шума. Чтобы предотвратить повреждение слуха, необходимо носить беруши или наушники, а также следует внедрить программу сохранения слуха, включая аудиометрические обследования (обследование слуха) и обучение сотрудников.

              Ионизирующее излучение

              В сварочных цехах, где сварные швы контролируются рентгенографическим или гамма-аппаратом, должны строго соблюдаться обычные предупредительные надписи и инструкции. Рабочие должны находиться на безопасном расстоянии от такого оборудования. Работать с радиоактивными источниками следует только с помощью необходимых специальных инструментов и с соблюдением особых мер предосторожности.

              Необходимо соблюдать местные и государственные правила. См. главу Радиационное, ионизирующее в другом месте в этом Энциклопедия.

              При электронно-лучевой сварке должно быть обеспечено достаточное экранирование для предотвращения проникновения рентгеновских лучей через стены и окна камеры. Любые части машины, обеспечивающие защиту от рентгеновского излучения, должны быть заблокированы таким образом, чтобы машина не могла быть запитана, если они не находятся на месте. Машины следует проверять на наличие утечек рентгеновского излучения во время установки, а затем регулярно.

              Прочие опасности

              Сварочные аппараты для контактной сварки имеют по крайней мере один электрод, который перемещается со значительным усилием. Если машина работает, когда между электродами находится палец или рука, это может привести к сильному защемлению. По возможности должны быть предусмотрены подходящие средства ограждения для защиты оператора. Порезы и рваные раны можно свести к минимуму, предварительно удалив заусенцы с компонентов и надев защитные перчатки или рукавицы.

              Процедуры блокировки/маркировки следует использовать при обслуживании или ремонте машин с электрическими, механическими или другими источниками энергии.

              При удалении шлака со сварных швов скалыванием и т. д. глаза должны быть защищены очками или другими средствами.

               

              Назад

              Среда, Март 16 2011 21: 40

              Токарные станки

              Адаптировано из 3-го издания Энциклопедии по охране труда и технике безопасности.

              Важную роль токарных станков в металлообрабатывающих цехах лучше всего иллюстрирует тот факт, что от 90 до 95 % стружки (металлической стружки), производимой в производстве клапанов и фитингов, образуется на токарных станках. Около одной десятой несчастных случаев, зарегистрированных в этой отрасли, происходят из-за токарных станков; это соответствует одной трети всех машинных аварий. Согласно исследованию относительной частоты несчастных случаев на единицу станка, проведенному на заводе, производящем мелкие прецизионные детали и электрооборудование, токарные станки занимают пятое место после деревообрабатывающих станков, металлорежущих пил, механических прессов и сверлильных станков. Поэтому необходимость защитных мер на токарных станках не вызывает сомнений.

              Токарная обработка — это машинный процесс, при котором диаметр материала уменьшается с помощью инструмента со специальной режущей кромкой. Движение резания производится вращением заготовки, а движения подачи и перемещения - инструментом. Варьируя эти три основных движения, а также выбирая соответствующую геометрию и материал режущей кромки инструмента, можно влиять на скорость снятия припуска, качество поверхности, форму образующейся стружки и износ инструмента.

              Структура токарных станков

              Типичный токарный станок состоит из:

              • станина или основание с механически обработанными направляющими для седла и задней бабки
              • передняя бабка, установленная на станине, со шпинделем и патроном
              • редуктор подачи, прикрепленный к передней части станины, для передачи движения подачи в зависимости от скорости резания через ходовой винт или вал подачи и фартук на седло
              • седло (или каретка) с поперечными салазками, выполняющими поперечное движение
              • резцедержатель, установленный на поперечном суппорте (см. рис. 1).

               

              Рисунок 1. Токарные станки и подобные им станки

              МЕТ050Ф1

              Эта базовая модель токарного станка может быть бесконечно разнообразной, от универсального станка до специального токарного автомата, предназначенного только для одного вида работ.

              Наиболее распространены следующие типы токарных станков:

              • Центр токарного станка. Это наиболее часто используемый токарный станок. Соответствует базовой модели с горизонтальной осью поворота. Работа удерживается между центрами, планшайбой или в патроне.
              • Многоинструментальный токарный станок. Это позволяет использовать несколько инструментов одновременно.
              • Токарно-револьверный станок, токарный станок. Станки этого типа позволяют обрабатывать заготовку несколькими инструментами, которые включаются друг за другом. Инструменты удерживаются в револьверной головке, которая вращается для перевода их в положение резки. Револьверные головки, как правило, дискового или коронного типа, но есть и револьверные станки барабанного типа.
              • Копировально-токарные станки. Желаемая форма передается трассирующим контролем от шаблона к работе.
              • Автоматический токарный станок. Различные операции, в том числе и смена работы, автоматизированы. Есть барная автоматика и патронная автоматика.
              • Токарно-карусельный станок (расточно-токарный станок). Работа вращается вокруг вертикальной оси; он закреплен на горизонтальном вращающемся столе. Этот тип станков обычно используется для обработки крупных отливок и поковок.
              • Токарные станки с ЧПУ и ЧПУ. Все вышеперечисленные станки могут быть оснащены системой числового программного управления (ЧПУ) или компьютеризированным числовым программным управлением (ЧПУ). В результате получается полуавтоматическая или полностью автоматическая машина, которая может использоваться довольно универсально благодаря большой универсальности и простоте программирования системы управления.

               

              Дальнейшее развитие токарного станка, вероятно, будет сосредоточено на системах управления. Контактное управление будет все больше заменяться электронными системами управления. Что касается последнего, то существует тенденция эволюции от интерполяционно-программируемых к программируемым в памяти элементам управления. Можно предвидеть, что в долгосрочной перспективе использование все более эффективных компьютеров управления процессами приведет к оптимизации процесса обработки.

              Аварии

              Несчастные случаи на токарных станках обычно происходят по следующим причинам:

              • игнорирование правил техники безопасности при установке машин в мастерских (например, недостаточное пространство между машинами, отсутствие выключателя питания для каждой машины)
              • отсутствие ограждений или вспомогательных устройств (тяжелые травмы были нанесены рабочим, которые пытались затормозить шпиндель своих токарных станков, нажимая одной рукой на незащищенные ременные шкивы, и операторам, которые непреднамеренно задействовали незащищенные рычаги сцепления или педали; также имели место летающие стружки из-за отсутствия откидных или сдвижных крышек)
              • неадекватно расположенные элементы управления (например, руку токаря можно проткнуть центром задней бабки, если педаль управления патроном ошибочно принять за педаль, управляющую гидравлическим контуром движения центра задней бабки)
              • неблагоприятные условия труда (т. е. недостатки с точки зрения физиологии труда)
              • отсутствие СИЗ или ношение неподходящей рабочей одежды (тяжелые и даже смертельные травмы были причинены токарям, которые носили свободную одежду или имели длинные, свободно свисающие волосы)
              • недостаточный инструктаж персонала (подмастерье получил смертельную травму при подпиливании короткого вала, закрепленного между центрами и вращавшегося с помощью кривошипного водила на носике шпинделя и прямого на валу; токарное водило зацепило его за левую втулку, которая обвивал заготовку, яростно втягивая ученика в токарный станок)
              • плохая организация работы, приводящая к использованию неподходящего оборудования (например, на обычном серийном токарном станке обрабатывался длинный пруток; он был слишком длинным для этого станка и выступал за переднюю бабку более чем на 1 м; кроме того, отверстие патрона было слишком большой для прутка и компенсировался вставкой деревянных клиньев; при вращении шпинделя станка свободный конец прутка изгибался на 45° и ударялся о голову оператора; в следующую ночь оператор скончался)
              • дефектные элементы станка (например, ослабление несущего штифта в муфте может привести к тому, что шпиндель станка начнет вращаться, пока оператор регулирует заготовку в патроне).

               

              Предотвращение несчастных случаев

              Предупреждение несчастных случаев на токарных станках начинается на стадии проектирования. Особое внимание конструкторы должны уделить элементам управления и трансмиссии.

              Элементы управления

              Каждый токарный станок должен быть оборудован выключателем питания (или изолирующим) для безопасного проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту. Этот выключатель должен отключать ток на всех полюсах, надежно отключать пневматическую и гидравлическую энергию и вентилировать цепи. На больших машинах разъединитель должен иметь такую ​​конструкцию, чтобы его можно было заблокировать в выключенном положении — мера безопасности против случайного повторного включения.

              Расположение органов управления машиной должно быть таким, чтобы оператор мог легко их различить и достать, а манипуляции с ними не представляли опасности. Это означает, что элементы управления никогда не должны располагаться в местах, до которых можно добраться, только проведя рукой над рабочей зоной станка, или где они могут быть поражены летящими стружками.

              Выключатели, которые контролируют ограждения и блокируют их с приводом машины, должны быть выбраны и установлены таким образом, чтобы они размыкали цепь, как только ограждение перемещается из защитного положения.

              Устройства аварийной остановки должны вызывать немедленную остановку опасного движения. Они должны быть сконструированы и расположены таким образом, чтобы работник, которому угрожает опасность, мог легко ими управлять. Кнопки аварийной остановки должны быть легко доступны и должны быть красного цвета.

              Исполнительные элементы механизма управления, которые могут привести к срабатыванию опасного движения машины, должны быть ограждены, чтобы исключить любое непреднамеренное срабатывание. Например, рычаги включения сцепления на передней бабке и фартуке должны быть снабжены предохранительными блокировочными устройствами или экранами. Кнопку можно обезопасить, поместив ее в углубление или накрыв защитным кольцом.

              Ручные органы управления должны быть спроектированы и расположены таким образом, чтобы движение руки соответствовало движению управляемой машины.

              Органы управления должны быть обозначены легко читаемой и понятной маркировкой. Во избежание недоразумений и языковых трудностей целесообразно использовать символы.

              Элементы трансмиссии

              Все подвижные элементы трансмиссии (ремни, шкивы, шестерни) должны быть закрыты кожухами. Важный вклад в предотвращение несчастных случаев на токарных станках могут внести лица, ответственные за установку станка. Токарные станки должны быть установлены таким образом, чтобы обслуживающие их операторы не мешали и не подвергали опасности друг друга. Операторы не должны поворачиваться спиной к проходам. Защитные экраны должны быть установлены там, где соседние рабочие места или проходы находятся в пределах досягаемости летящей стружки.

              Проходы должны быть четко обозначены. Необходимо оставить достаточно места для подъемно-транспортного оборудования, штабелирования заготовок и ящиков для инструментов. Направляющие прутка не должны выступать в проходы.

              Пол, на котором стоит оператор, должен быть изолирован от холода. Следует следить за тем, чтобы изоляция не создавала препятствия для спотыкания, а пол не становился скользким, даже если он покрыт масляной пленкой.

              Кабелепроводы и трубопроводы должны быть установлены таким образом, чтобы они не становились препятствиями. Следует избегать временных установок.

              Технические меры безопасности в цехе должны быть направлены, в частности, на следующие пункты:

              • удерживающие приспособления (планшайбы, патроны, цанги) должны быть динамически сбалансированы перед использованием
              • максимально допустимая скорость патрона должна быть указана производителем на патроне и соблюдаться оператором станка
              • при использовании спиральных патронов необходимо следить за тем, чтобы кулачки не выдвигались при запуске токарного станка.
              • Патроны этого типа должны быть сконструированы таким образом, чтобы шпонка не могла быть удалена до того, как кулачки будут закреплены. Ключи патрона вообще должны быть сконструированы таким образом, чтобы их нельзя было оставлять в патроне.

               

              Важно предусмотреть вспомогательное подъемное оборудование для облегчения монтажа и демонтажа тяжелых патронов и планшайб. Чтобы патроны не соскальзывали со шпинделя при резком торможении токарного станка, их необходимо надежно зафиксировать. Этого можно добиться, надев стопорную гайку с левой резьбой на торец шпинделя, используя быстродействующую муфту «Camlock», установив патрон с помощью стопорного ключа или закрепив его стопорным кольцом, состоящим из двух частей.

              При использовании механических приспособлений, таких как патроны с гидравлическим приводом, цанговые патроны и центры задней бабки, должны быть приняты меры, исключающие попадание рук в опасную зону замыкающих приспособлений. Этого можно добиться, ограничив ход зажимного элемента до 6 мм, выбрав расположение ручек аварийного останова таким образом, чтобы исключить попадание рук в опасную зону, или предусмотрев подвижное ограждение, которое необходимо закрыть перед зажимом. можно начинать движение.

              Если пуск токарного станка при открытых кулачках патрона представляет опасность, станок должен быть оборудован устройством, предотвращающим начало вращения шпинделя до того, как кулачки будут сомкнуты. Отсутствие питания не должно приводить к открытию или закрытию замков с приводом.

              Если усилие зажима силового патрона уменьшается, вращение шпинделя должно быть остановлено, а запуск шпинделя должен быть невозможен. Изменение направления захвата изнутри наружу (или наоборот) при вращении шпинделя не должно приводить к смещению патрона со шпинделя. Снятие удерживающих приспособлений со шпинделя должно быть возможно только после прекращения вращения шпинделя.

              При обработке прутка часть, выступающая за токарный станок, должна быть ограждена направляющими прутка. Грузы подачи прутка должны быть защищены откидными крышками, доходящими до пола.

              Перевозчики

              Во избежание серьезных несчастных случаев, в частности, при работе на токарном станке, нельзя использовать незащищенные держатели. Следует использовать центрирующий предохранительный держатель или на обычном держателе следует установить защитный воротник. Также можно использовать самоблокирующиеся держатели или снабдить несущий диск защитным кожухом.

              Рабочая зона токарного станка

              Патроны токарно-универсальных станков должны быть защищены откидными крышками. По возможности защитные кожухи должны быть сблокированы с цепями привода шпинделя. Вертикально-расточные и токарные станки должны быть ограждены стержнями или пластинами для предотвращения травм от вращающихся частей. Чтобы оператор мог безопасно наблюдать за процессом обработки, должны быть предусмотрены платформы с перилами. В некоторых случаях могут быть установлены телевизионные камеры, чтобы оператор мог контролировать кромку инструмента и подачу инструмента.

              Рабочие зоны токарных автоматов, станков с ЧПУ и ЧПУ должны быть полностью закрыты. Корпуса полностью автоматических станков должны иметь только отверстия, через которые вводится обрабатываемая заготовка, выбрасывается токарная деталь и удаляется стружка из рабочей зоны. Эти отверстия не должны представлять опасности при прохождении через них работы, и через них не должно быть доступа в опасную зону.

              Рабочие зоны полуавтоматов, токарных станков с ЧПУ и ЧПУ должны быть ограждены в процессе обработки. Корпуса, как правило, представляют собой раздвижные крышки с концевыми выключателями и цепью блокировки.

              Операции, требующие доступа в рабочую зону, такие как смена работы или инструментов, калибровка и т. д., не должны выполняться до безопасной остановки токарного станка. Обнуление привода с регулируемой скоростью не считается безопасной остановкой. Машины с такими приводами должны иметь закрытые защитные кожухи, которые нельзя разблокировать, пока машина не будет безопасно остановлена ​​(например, отключением питания двигателя шпинделя).

              Если требуются специальные операции по наладке инструмента, должно быть предусмотрено медленное управление, которое позволяет отключать определенные движения станка при открытой защитной крышке. В таких случаях оператор может быть защищен с помощью специальных схемных решений (например, разрешая срабатывание только одного движения за раз). Этого можно добиться, используя двуручное управление.

              Токарная стружка

              Длинная токарная стружка опасна, поскольку может запутаться в руках и ногах и нанести серьезную травму. Сплошной и растрепанной стружки можно избежать, выбирая соответствующие скорости резания, подачи и толщину стружки или применяя токарные инструменты со стружколомами впадинного или ступенчатого типа. Для удаления стружки следует использовать крючки для стружки с ручкой и пряжкой.

              Эргономика

              Каждая машина должна быть сконструирована таким образом, чтобы она позволяла получить максимальную производительность при минимальной нагрузке на оператора. Этого можно добиться, приспособив машину к рабочему.

              При проектировании человеко-машинного интерфейса токарного станка необходимо учитывать эргономические факторы. Рациональная конструкция рабочего места также предусматривает наличие вспомогательного погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как погрузочно-разгрузочное оборудование.

              Все органы управления должны находиться в пределах физиологической сферы или досягаемости обеих рук. Элементы управления должны быть четко изложены и должны быть логичны в работе. Следует избегать педального управления на машинах, за которыми обслуживаются стоящие операторы.

              Опыт показывает, что хорошая работа выполняется, когда рабочее место рассчитано как на стоячее, так и на сидячее положение. Если оператору приходится работать стоя, ему должна быть предоставлена ​​возможность менять позу. Гибкие сиденья во многих случаях являются желанным облегчением для напряженных ног.

              Должны быть приняты меры для создания оптимального теплового комфорта с учетом температуры воздуха, относительной влажности, движения воздуха и лучистого тепла. Мастерская должна хорошо проветриваться. Должны быть локальные вытяжные устройства для устранения газовыделения. При обработке пруткового проката следует использовать направляющие трубы со звукопоглощающей футеровкой.

              Рабочее место предпочтительно должно быть обеспечено равномерным освещением, обеспечивающим достаточный уровень освещенности.

              Рабочая одежда и средства индивидуальной защиты

              Комбинезон должен быть облегающим и застегиваться на пуговицы или молнию до шеи. Они должны быть без нагрудных карманов, а рукава должны быть плотно застегнуты на запястьях. Не следует носить ремни. При работе на токарных станках нельзя носить перстни и браслеты. Ношение защитных очков должно быть обязательным. При обработке тяжелых заготовок необходимо носить защитную обувь со стальными носками. При сборе стружки необходимо надевать защитные перчатки.

              Обучение

              Безопасность оператора токарного станка во многом зависит от методов работы. Поэтому важно, чтобы он или она прошли тщательную теоретическую и практическую подготовку, чтобы приобрести навыки и выработать поведение, обеспечивающее наилучшие возможные гарантии. Правильная осанка, правильные движения, правильный выбор инструментов и обращение с ними должны стать рутиной до такой степени, чтобы оператор работал правильно, даже если его или ее концентрация временно ослаблена.

              Важными моментами в программе обучения являются вертикальное положение, правильная установка и снятие патрона, а также точная и надежная фиксация заготовок. Необходимо интенсивно практиковать правильное владение напильниками и скребками и безопасную работу с наждачной бумагой.

              Рабочие должны быть хорошо информированы об опасности травм, которые могут быть вызваны замерами, проверкой регулировок и чисткой токарных станков.

              Обслуживание

              Токарные станки необходимо регулярно обслуживать и смазывать. Неисправности необходимо исправлять немедленно. Если безопасность находится под угрозой в случае неисправности, машина должна быть остановлена ​​до тех пор, пока не будут предприняты корректирующие действия.

              Работы по ремонту и техническому обслуживанию должны выполняться только после отключения машины от источника питания.

              .

              Назад

              Среда, Март 16 2011 21: 58

              Шлифовка и полировка

              Адаптировано из 3-го издания, Энциклопедия охраны труда и техники безопасности.

              Шлифовка обычно включает использование абразива на связке для изнашивания частей заготовки. Цель состоит в том, чтобы придать работе определенную форму, исправить ее размеры, повысить гладкость поверхности или улучшить остроту режущих кромок. Примеры включают удаление литников и шероховатостей с литейной отливки, удаление поверхностной окалины с металлов перед ковкой или сваркой, а также снятие заусенцев с деталей в цехах по обработке листового металла и механических цехах. Полировка используется для удаления дефектов поверхности, таких как следы инструмента. Полировка не удаляет металл, а использует мягкий абразив, смешанный с восковой или жировой основой, для получения блестящей поверхности.

              Шлифование является наиболее всеобъемлющим и разнообразным из всех методов механической обработки и используется для обработки многих материалов, преимущественно железа и стали, но также и других металлов, дерева, пластмассы, камня, стекла, керамики и т. д. Этот термин охватывает другие методы получения очень гладких и блестящих поверхностей, такие как полировка, хонингование, точение и притирка.

              В качестве инструментов используются круги разных размеров, шлифовальные сегменты, шлифовальные головки, точильные камни, напильники, полировальные круги, ремни, диски и так далее. В шлифовальных кругах и т.п. абразивный материал скрепляется связующими веществами, образуя жесткое, обычно пористое тело. В случае абразивных лент связующее удерживает абразив на гибком основном материале. Полировальные круги изготавливаются из ватных или других текстильных дисков, сшитых между собой.

              Природные абразивы — природный корунд или наждак (оксиды алюминия), алмаз, песчаник, кремень и гранат — в значительной степени вытеснены искусственными абразивами, включая оксид алюминия (плавленый оксид алюминия), карбид кремния (карборунд) и синтетические алмазы. Также используется ряд мелкозернистых материалов, таких как мел, пемза, трепел, оловянная замазка и оксид железа, особенно для полировки и полировки.

              Оксид алюминия наиболее широко используется в шлифовальных кругах, за ним следует карбид кремния. Природные и искусственные алмазы используются для важных специальных применений. Оксид алюминия, карбид кремния, наждак, гранат и кремень используются в шлифовальных и полировальных лентах.

              В шлифовальных кругах используются как органические, так и неорганические связующие вещества. Основным типом неорганической связки являются стекловидные силикаты и магнезиты. Среди органических связующих выделяются феноло- или карбамидоформальдегидные смолы, каучук и шеллак. Застеклованные связующие вещества и фенольные смолы полностью доминируют в соответствующих группах. Алмазные шлифовальные круги также могут быть связаны металлом. Различные связующие придают кругам разные свойства шлифования, а также разные свойства в отношении безопасности.

              Абразивные и полировальные ленты и диски состоят из гибкой бумажной или тканевой основы, к которой абразив приклеивается с помощью природного или синтетического клея.

              Различные станки используются для различных видов операций, таких как плоское шлифование, круглое (в том числе бесцентровое) шлифование, внутреннее шлифование, черновое шлифование и резка. Два основных типа: те, где либо шлифовальный станок, либо работа перемещаются вручную, и машины с механической подачей и патронами. Общие типы оборудования включают: плоскошлифовальные машины; шлифовальные, полировальные и шлифовальные станки тумбы; дисковые шлифовальные и полировальные машины; внутренние шлифовальные машины; абразивно-отрезные станки; ленточные полировщики; переносные шлифовальные, полировальные и шлифовальные машины; и несколько полировщиков и буферов.

              Опасности и их предотвращение

              Ворвавшись

              Основной риск травм при использовании шлифовальных кругов заключается в том, что круг может лопнуть во время шлифования. Обычно шлифовальные круги работают на высоких скоростях. Существует тенденция к постоянному увеличению скорости. В большинстве промышленно развитых стран действуют правила, ограничивающие максимальные скорости, на которых могут работать различные типы шлифовальных кругов.

              Основная защитная мера состоит в том, чтобы сделать шлифовальный круг максимально прочным; природа связующего агента является наиболее важной. Колеса с органической связкой, в частности, с фенольной смолой, прочнее, чем с неорганической связкой, и более устойчивы к ударам. Для колес с органической связкой могут быть допустимы высокие окружные скорости.

              В частности, очень скоростные колеса часто включают в себя различные типы усиления. Например, некоторые чашечные колеса снабжены стальными ступицами для увеличения их прочности. При вращении основное напряжение возникает вокруг центрального отверстия. Таким образом, для усиления круга участок вокруг центрального отверстия, не принимающий участия в шлифовании, может быть изготовлен из особо прочного материала, непригодного для шлифования. Большие круги с усиленным таким образом центральным сечением используются, в частности, на сталелитейных заводах для шлифования слябов, заготовок и т.п. на скоростях до 80 м/с.

              Однако наиболее распространенным методом армирования шлифовальных кругов является включение в их конструкцию ткани из стекловолокна. Тонкие колеса, например те, которые используются для резки, могут включать ткань из стекловолокна в центре или с каждой стороны, в то время как более толстые колеса имеют несколько слоев ткани в зависимости от толщины колеса.

              За исключением некоторых шлифовальных кругов малых размеров, либо все круги, либо их статистическая выборка должны быть подвергнуты изготовителем испытаниям на скорость. При испытаниях круги в течение определенного времени обкатываются со скоростью, превышающей разрешенную при шлифовании. Правила испытаний варьируются от страны к стране, но обычно колесо должно быть испытано на скорости, на 50% превышающей рабочую скорость. В некоторых странах правила требуют специальных испытаний колес, которые должны работать на более высоких скоростях, чем обычно, в центральном испытательном институте. Институт может также вырезать образцы из колеса и исследовать их физические свойства. Отрезные круги подвергаются определенным испытаниям на удар, изгиб и так далее. Производитель также обязан убедиться, что шлифовальный круг перед поставкой хорошо отбалансирован.

              Разрыв шлифовального круга может привести к смертельному исходу или очень серьезным травмам окружающих, а также к серьезному повреждению оборудования или помещений. Несмотря на все меры предосторожности, предпринятые производителями, все же могут произойти случайные разрывы или поломки колес, если не соблюдать надлежащую осторожность при их использовании. Меры предосторожности включают:

              • Обработка и хранение. Колесо может быть повреждено или треснуто во время транспортировки или погрузочно-разгрузочных работ. Влага может воздействовать на связующее вещество в колесах из фенольной смолы, что в конечном итоге снижает их прочность. Керамические круги могут быть чувствительны к повторяющимся колебаниям температуры. Неравномерно поглощаемая влага может вывести колесо из равновесия. Следовательно, очень важно, чтобы с колесами обращались осторожно на всех этапах и хранили их в надлежащем порядке в сухом и защищенном месте.
              • Проверка на наличие трещин. Новое колесо следует проверить, чтобы убедиться, что оно не повреждено и сухое, проще всего постукивая деревянным молотком. Безупречный керамический круг дает чистый звон, круг на органической связке - менее звонкий тон; но любой из них можно отличить от треска неисправного колеса. В случае сомнений колесо не следует использовать и следует проконсультироваться с поставщиком.
              • Тестирование. Прежде чем новое колесо будет введено в эксплуатацию, его следует испытать на полной скорости с соблюдением соответствующих мер предосторожности. После мокрой шлифовки круг должен работать на холостом ходу, чтобы удалить воду; в противном случае вода может собраться в нижней части колеса и вызвать дисбаланс, что может привести к разрыву колеса при следующем использовании.
              • Монтаж. Несчастные случаи и поломки происходят при установке шлифовальных кругов на неподходящие приспособления, например на концы шпинделей шлифовальных машин. Шпиндель должен быть соответствующего диаметра, но не настолько большим, чтобы расширять центральное отверстие колеса; фланцы должны быть не менее одной трети диаметра колеса и изготовлены из мягкой стали или аналогичного материала.
              • Скорость. Ни в коем случае нельзя превышать максимально допустимую рабочую скорость, указанную производителями. На всех шлифовальных станках должна быть установлена ​​табличка с указанием скорости шпинделя, а на круге должна быть указана максимально допустимая окружная скорость и соответствующее число оборотов для нового круга. Особые меры предосторожности необходимы при работе с шлифовальными машинами с регулируемой скоростью и для обеспечения установки кругов соответствующих допустимых скоростей в переносных шлифовальных машинах.
              • Рабочий отдых. Везде, где это возможно, должны быть предусмотрены жестко закрепленные рабочие упоры соответствующих размеров. Они должны быть регулируемыми и располагаться как можно ближе к колесу, чтобы предотвратить защемление, в котором изделие может быть прижато к колесу и сломать его или, что более вероятно, захватить и повредить руку оператора.
              • Охрана. Абразивные круги должны быть снабжены защитными кожухами, достаточно прочными, чтобы удерживать части разрывного круга (см. рисунок 1). В некоторых странах действуют подробные правила, касающиеся конструкции ограждений и используемых материалов. Как правило, следует избегать чугуна и литого алюминия. Шлифовальное отверстие должно быть как можно меньше, и может потребоваться регулируемая насадка. В исключительных случаях, когда характер работы не позволяет использовать защитный кожух, могут использоваться специальные защитные фланцы или предохранительные патроны. Шпиндели и конические концы двусторонних полировальных машин могут стать причиной запутывания, если они не защищены должным образом.

               

              Рис. 1. Хорошо защищенный стеклокерамический абразивный круг, установленный на плоскошлифовальном станке и работающий с окружной скоростью 33 м/с.

              МЕТ060Ф1

              Травмы глаз

              Пыль, абразивы, зерна и осколки представляют собой общую опасность для глаз при всех операциях сухого шлифования. Необходима эффективная защита глаз очками или очками и фиксированными щитками для глаз на машине; фиксированные щитки для глаз особенно полезны, когда круги используются с перерывами, например, для заточки инструмента.

              Для пожарных

              Шлифование магниевых сплавов сопряжено с высокой пожароопасностью, если не будут приняты строгие меры предосторожности против случайного воспламенения, а также при удалении и смачивании пыли. Все вытяжные воздуховоды должны соответствовать высоким стандартам чистоты и технического обслуживания, чтобы предотвратить риск возгорания, а также обеспечить эффективную работу вентиляции. Текстильная пыль, образующаяся при полировании, представляет собой пожароопасную опасность, требующую надлежащего ведения хозяйства и LEV.

              вибрация

              Портативные и стационарные шлифовальные машины несут риск синдрома вибрации рук (HAVS), также известного как «белый палец» из-за его наиболее заметного признака. Рекомендации включают ограничение интенсивности и продолжительности воздействия, изменение конструкции инструментов, защитного снаряжения и мониторинг воздействия и состояния здоровья.

              Опасности для здоровья

              Хотя современные шлифовальные круги сами по себе не создают серьезной опасности силикоза, связанной в прошлом с кругами из песчаника, очень опасная кварцевая пыль все еще может выделяться из измельчаемых материалов, например, отливок в песчаные формы. Некоторые колеса на смоляной связке могут содержать наполнители, которые создают опасную пыль. Кроме того, смолы на основе формальдегида могут выделять формальдегид во время измельчения. В любом случае, объем пыли, образующейся при шлифовании, делает необходимым эффективный LEV. Сложнее обеспечить локальную вытяжку для переносных колес, хотя некоторый успех в этом направлении был достигнут за счет использования малообъемных высокоскоростных систем улавливания. Следует избегать продолжительной работы и при необходимости использовать средства защиты органов дыхания. Вытяжная вентиляция также требуется для большинства ленточных шлифовальных, чистовых, полирующих и подобных операций. В частности, при полировке горючая текстильная пыль представляет собой серьезную проблему.

              Должны быть обеспечены защитная одежда и хорошие санитарно-моечные помещения с душевыми, желательно медицинское наблюдение, особенно за шлифовальными станками по металлу.

               

              Назад